SMD Reflektör LED 67-21 Serisi Veri Sayfası - P-LCC-2 Paketi - Maks. 3.5V - 110mW - Yeşil/Sarı/Mavi/Turuncu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, P-LCC-2 paketi içinde entegre bir reflektör özelliğine sahip yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) ailesini temsil eder. Bu tasarım, geniş bir görüş açısı ve optimize edilmiş ışık çıkışı sağlamak üzere tasarlanmıştır ve bu da onu ışık kılavuzlarına veya borularına verimli ışık bağlantısı gerektiren uygulamalar için özellikle uygun kılar. Seri, yumuşak turuncu, yeşil, mavi ve sarı dahil olmak üzere çoklu renklerde mevcuttur ve beyaz paket gövdesi ile renksiz şeffaf pencereye sahiptir. Düşük ileri akım gereksinimi, onu taşınabilir elektronik cihazlar gibi güç hassasiyeti olan uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin birincil avantajları paket tasarımından kaynaklanmaktadır. Entegre iç reflektör, ışık çıkarma ve yönlülüğü önemli ölçüde artırarak tutarlı ve geniş bir yayılım deseni sağlar. Bu özellik, sembollerin, anahtarların ve LCD panellerin arka aydınlatmasında düzgün aydınlatma gerektiğinde kritik öneme sahiptir. Cihaz, standart otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur ve yüksek hacimli montaj için 8mm şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Buhar fazlı reflow, kızılötesi reflow ve dalga lehimleme dahil çeşitli lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, üretimde esneklik sunar. Ürün aynı zamanda RoHS uyumlu ve kurşunsuzdur. Hedef pazarlar arasında otomotiv iç mekanları (gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması), telekomünikasyon ekipmanları (telefon/faks makinelerinde gösterge ve arka aydınlatma) ve güvenilir gösterge ışıkları veya arka aydınlatma çözümleri gerektiren genel tüketici elektroniği bulunur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

LED'in elektriksel ve optik performansı, tipik olarak 20mA ileri akım (I_F) ve 25°C ortam sıcaklığı (T_a) altındaki belirli test koşullarında tanımlanır. Bu parametreleri anlamak, uygun devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için esastır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Sürekli çalışma için değildirler. Anahtar limitler arasında maksimum ters gerilim (V_R) 5V, sürekli ileri akım (I_F) 30mA ve darbe koşulları altında (1kHz'de 1/10 görev döngüsü) tepe ileri akım (I_FP) 100mA bulunur. Maksimum güç dağılımı (P_d) 110mW'dır. Cihaz -40°C ila +85°C sıcaklık aralığında çalışabilir ve -40°C ile +90°C arasında depolanabilir. Montaj sırasında paket hasarını önlemek için lehimleme sıcaklık profilleri de belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tipik performans parametreleri, normal çalışma koşulları altındaki beklenen değerleri sağlar. Dokümanda ima edilen spesifik varyant için (dalga boyu verilerine dayalı muhtemelen yeşil bir LED), ışık şiddeti (I_v) minimum 900 mcd'den maksimum 1800 mcd'ye kadar değişir. Şiddetin tepe değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ_1/2), tipik olarak 120 derecedir ve geniş açı iddiasını doğrular. Bu örnek için baskın dalga boyu (λ_d) 520nm ile 535nm arasındadır ve onu yeşil spektruma yerleştirir. İleri gerilim (V_F) 20mA'de 2.7V ile 3.5V arasında değişir. LED'ler küçük bir gerilim artışının büyük, potansiyel olarak yıkıcı bir akım dalgalanmasına neden olabileceği doğrusal olmayan bir IV ilişkisi sergilediğinden, maksimum ileri akımı aşmayı önlemek için uygulama devresinde bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, anahtar parametrelere göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamalarının spesifik ihtiyaçlarını karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı üç sınıf koduna ayrılır: V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1420 mcd) ve W2 (1420-1800 mcd). Işık şiddeti toleransı ±%11'dir. Tasarımcılar, minimum parlaklık gereksinimleri için tasarım yaparken bu varyasyonu hesaba katmalıdır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu) üç koda ayrılır: X (520-525 nm), Y (525-530 nm) ve Z (530-535 nm), ±1nm'lik sıkı bir toleransla. Bu, birden fazla LED'in yan yana kullanıldığı uygulamalar için kritik olan bir parti içinde renk tutarlılığını sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim dört sınıfa ayrılır: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V) ve 13 (3.30-3.50V), ±0.1V toleransla. V_Fsınıfının bilinmesi, özellikle düşük gerilimli veya sıkı regüleli bir güç kaynağından çalışırken, istenen sürücü akımını elde etmek için akım sınırlayıcı direncin kesin değerini hesaplamak için önemlidir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

Cihaz bir P-LCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketi kullanır. Detaylı paket boyut çizimleri veri sayfasında sağlanmış olup, uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve pad geometrisini belirtir. Bu boyutlar PCB ayak izi tasarımı için kritiktir. Paket, ışık yansımasına yardımcı olan beyaz bir gövde ve renksiz şeffaf epoksi lense sahiptir. Polarite, tipik olarak bir çentik veya işaretli katot ile paketin fiziksel yapısı ile gösterilir. Önerilen PCB pad deseni, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlar.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Uygun kullanım ve lehimleme, cihaz bütünlüğünü ve performansını korumak için hayati öneme sahiptir.

5.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz lehimleme için belirli bir sıcaklık profili takip edilmelidir. Ön ısıtma aşaması, 60-120 saniye içinde 150°C'den 200°C'ye yükselmelidir. Likidüs sıcaklığının (217°C) üzerindeki süre 60-150 saniye korunmalı ve tepe sıcaklık 260°C'yi 10 saniyeden fazla aşmamalıdır. Maksimum ısıtma hızı 3°C/sn olmalı ve soğutma hızı 6°C/sn'yi aşmamalıdır. Aynı cihazda reflow lehimleme iki kereden fazla yapılmamalıdır.

5.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir. Lehimleme ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminalle temas süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (≤25W) önerilir. Termal şoku önlemek için her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir aralık bırakılmalıdır.

5.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bileşenler, nem giderici ve nem göstergesi kartı ile nem geçirmez torbalarda paketlenir. Torba, kullanımdan hemen önce, 30°C'nin altında ve %60 bağıl nem kontrollü bir ortamda açılmalıdır. Açıldıktan sonra, bileşenler belirtilen raf ömrü içinde kullanılmalıdır (alıntıda açıkça belirtilmemiş anc tipik olarak Nem Hassasiyet Seviyesi, MSL tarafından tanımlanır). Gösterge kartı aşırı nem gösteriyorsa, bileşenler kullanımdan önce 60°C ±5°C'de 24 saat boyunca kurutulmalıdır.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde, standart makaralara yüklenmiş olarak tedarik edilir. Tipik bir makara 2000 adet içerir, ancak 250, 500 veya 1000 adetlik minimum sipariş miktarları mevcut olabilir. Makara ve şerit boyutları, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için kesin olarak belirtilmiştir. Paketleme etiketi, ürün numarası, miktar ve ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu (HUE) ve ileri gerilim (REF) için spesifik sınıf kodları ile izlenebilirlik için parti numarası gibi kritik bilgileri içerir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv İç Mekanları:Gösterge paneli aletleri, kontrol düğmeleri ve anahtarlar için arka aydınlatma. Geniş görüş açısı, farklı sürücü pozisyonlarından görünürlüğü sağlar.
• Telekom/Tüketici Elektroniği:Telefonlarda, faks makinelerinde ve uzaktan kumandalarda durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması. Düşük akım çekimi, pil ömrü için faydalıdır.
• Genel Gösterge Işıkları:Çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod seçimi ve uyarı göstergeleri.
• Işık Kılavuzu Uygulamaları:Optimize edilmiş ışık çıkışı ve geniş açı, bu seriyi akrilik veya polikarbonat ışık kılavuzlarına bağlamak için ideal kılar, bu da ışığı panelde istenen bir konuma yönlendirerek esnek mekanik tasarım sağlar.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:İleri akımı ayarlamak için her zaman seri bir direnç kullanın. Direnç değerini R = (V_kaynak- V_F) / I_Fformülünü kullanarak hesaplayın. En kötü durum koşullarında akımın asla maksimum değeri aşmamasını sağlamak için veri sayfasından (veya spesifik sınıftan) maksimum V_Fdeğerini kullanın.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, jonksiyon sıcaklığını limitler içinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal vias sağlayın.
• ESD Koruması:Cihazın ESD dayanım derecesi 1000V'dur (HBM). Kullanım ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın. Hassas uygulamalar için, LED'e bağlı hatlara geçici gerilim bastırma eklemeyi düşünün.
• Optik Tasarım:Işık kılavuzu uygulamaları için, LED ile kılavuz girişi arasındaki mesafe ve hizalama kritiktir. Geniş görüş açısı yardımcı olur ancak bağlantı verimliliğini maksimize etmek için bir reflektör kabı veya özel kılavuz tasarımı gerektirebilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

67-21 serisinin ana farklılaştırıcısı, P-LCC-2 paketi içindeki entegre reflektördür. Bu özelliğe sahip olmayan standart SMD LED'lere kıyasla, üstün ışık çıkış verimliliği ve daha kontrollü, daha geniş bir ışın deseni sunar. Bu, birçok tasarımda harici bir reflektör ihtiyacını ortadan kaldırarak alan ve maliyet tasarrufu sağlar. Geniş 120 derecelik görüş açısı ve aynı paket ayak izi içinde çoklu renklerin mevcudiyeti kombinasyonu, tasarım esnekliği sağlar. Tüm ana lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, onu çeşitli üretim hatları için çok yönlü bir drop-in bileşen haline getirir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Neden bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle gereklidir?

LED'ler üstel akım-gerilim (I-V) ilişkisine sahip diyotlardır. Nominal ileri gerilimin ötesindeki küçük bir gerilim artışı, akımda çok büyük bir artışa neden olur. Bu akımı sınırlamak için bir direnç olmadan, LED hızla aşırı akım çekecek ve güç kaynağı gerilimi sadece biraz yüksek görünse bile aşırı ısınmaya ve felaket arızasına yol açacaktır. Direnç, akımı stabilize etmek için doğrusal, öngörülebilir bir gerilim düşüşü sağlar.

9.2 Bu LED'i doğrudan bir gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?

Hayır. Bir LED'i doğrudan gerilim kaynağı ile sürmek kesinlikle tavsiye edilmez ve muhtemelen cihazı tahrip eder. Yukarıda açıklandığı gibi bir akım kaynağı veya daha yaygın olarak, bir akım sınırlayıcı direnç ile seri bağlı bir gerilim kaynağı ile sürülmelidir.

9.3 Parametrelerin "sınıflandırılması" tasarımım için ne anlama gelir?

Sınıflandırma, LED'lerin performansa göre test edilip gruplara ayrıldığı anlamına gelir. Tasarımınız birden fazla birimde çok tutarlı parlaklık veya renk gerektiriyorsa, sipariş verirken gerekli sınıf kodlarını (örneğin, en yüksek parlaklık için W2, belirli bir yeşil ton için Y) belirtmelisiniz. Tasarımınız daha fazla varyasyonu tolere edebiliyorsa, daha geniş bir sınıf karışımını kabul edebilirsiniz, bu daha uygun maliyetli olabilir.

9.4 Bu bileşeni kaç kez reflow lehimleyebilirim?

Veri sayfası, reflow lehimlemenin iki kereden fazla yapılmaması gerektiğini belirtir. Her reflow döngüsü, bileşeni termal strese maruz bırakır ve bu, iç tel bağlantılarını veya epoksi kapsülantı bozulmasına neden olabilir. Tamirat için, lokalize ısınmayı en aza indirmek için çift uçlu bir lehimleme havya kullanılarak spesifik kılavuzlar sağlanmıştır.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Arka aydınlatmalı membran anahtar paneli tasarımı.Bir tasarımcı, 12 aydınlatmalı düğmeye sahip bir kontrol paneli oluşturmaktadır. Her düğme, ana PCB'ye monte edilmiş bir SMD LED'den gelen ışığı düğme kapağına yönlendirmek için bir ışık kılavuzu kullanır. 67-21 serisi, geniş görüş açısı (ışık kılavuzu girişine verimli bağlantı sağlar) ve düşük akım çekimi (panel sınırlı akım bütçeli 5V ray ile çalıştırıldığı için) nedeniyle seçilmiştir. Tasarımcı, tüm birimlerde güvenli çalışmayı garanti etmek için maksimum V_Fdeğeri olan 3.5V'yi kullanarak akım sınırlayıcı direnç değerini hesaplar: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 Ohm. Standart 75Ω veya 82Ω direnç seçilir. PCB yerleşimi, LED'leri ışık kılavuzu açıklıklarının tam altına yerleştirir ve montaj belirtilen reflow profili izlenerek yapılır. Tasarımcı, sıkı bir dalga boyu sınıfı (örneğin, Y: 525-530nm) belirterek tüm düğmelerin tutarlı bir yeşil renge sahip olmasını sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık yayan diyotlar, elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir (örneğin, yeşil/mavi için InGaN). 67-21 serisindeki entegre reflektör, yarı iletken çip etrafında şekillendirilmiş bir boşluktur. Aksi takdirde yanlara yayılacak veya paket tarafından emilecek ışığı üst görüş yönüne geri yansıtarak, kullanışlı ışık çıkışını artırır ve radyasyon desenini daha geniş, daha düzgün bir ışına dönüştürür.

12. Teknoloji Trendleri

SMD gösterge LED'lerindeki genel trend, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), gelişmiş sınıflandırma ve üretim kontrolü ile geliştirilmiş renk tutarlılığı ve gelişmiş güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Paketleme teknolojileri, daha küçük ayak izlerinde daha geniş görüş açıları ve daha iyi termal yönetim sağlamak için gelişmektedir. Ayrıca, küresel çevre düzenlemelerini ve otomotiv sınıfı uygulamaların taleplerini karşılamak için kurşunsuz ve yüksek sıcaklık lehimleme süreçleriyle uyumluluğa artan bir vurgu vardır. Bu serideki reflektör gibi optik özelliklerin doğrudan LED paketine entegrasyonu, nihai ürün tasarımını basitleştiren ve optik performansı iyileştiren kilit bir trenddir.