SMD Üstten Görünümlü Mavi LED 67-21 Serisi Veri Sayfası - P-LCC-2 Paketi - 2.7-3.5V - 25mA - 90mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, üstten görünümlü uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) ailesini temsil eder. Bu bileşen, renksiz şeffaf pencereli kompakt, beyaz bir P-LCC-2 paketinde güvenilir gösterge ve arka aydınlatma işlevselliği sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel tasarım hedefi, optimize edilmiş ışık çıkışı ve bağlantı verimliliği sunarak, özellikle ışık kılavuzları ile entegrasyona uygun hale getirmektir. Cihaz düşük akım seviyelerinde çalışır, bu da enerji verimliliğinin çok önemli olduğu pil ile çalışan veya güce duyarlı taşınabilir elektronik ekipmanlar için kritik bir avantajdır.

Bu LED'in temel avantajları, çeşitli bakış açılarından görünürlüğü sağlayan geniş görüş açısını ve standart otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğunu içerir. Yüksek hacimli üretim verimliliği için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Ürün, Pb içermeme, AB REACH düzenlemesine uygunluk ve halojensiz gereksinimleri (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) karşılama dahil olmak üzere birkaç önemli çevresel ve güvenlik standardına uyar. Ayrıca nem hassasiyeti için JEDEC J-STD-020D Seviye 3 standardına dayalı olarak ön koşullandırılmıştır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bunlar çalışma koşulları değildir. 67-21 serisi LED için maksimum ters voltaj (VR) 5V'dur. Ters yönde bu voltajın aşılması, eklem arızasına neden olabilir. Maksimum sürekli ileri akım (IF) 25 mA'dir. Darbe çalışması için, 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında 100 mA'lik bir tepe ileri akımına (IFP) izin verilir. Paketin kaldırabileceği maksimum güç dağılımı (Pd) 90 mW'dır ve bu doğrudan termal yönetimle ilgilidir. Maksimum izin verilen eklem sıcaklığı (Tj) 115°C'dir. Cihazın çalışma sıcaklığı (Topr) -40°C ile +85°C arasında ve depolama sıcaklığı (Tstg) -40°C ile +90°C arasındadır. 2000V (İnsan Vücudu Modeli) elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Lehimleme sıcaklık profili hem yeniden akış (10 saniye için maks. 260°C) hem de el lehimlemesi (3 saniye için maks. 350°C) için belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Elektro-Optik Özellikler, Ta=25°C ve IF=20mA standart test koşulunda ölçülür ve tipik performans parametrelerini sağlar. Işık şiddeti (Iv) tipik olarak minimum 72 mcd'den maksimum 180 mcd'ye kadar bir aralığa sahiptir ve belirli değerler bin kodu ile belirlenir. Işık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir ve çok geniş bir yayılım deseni sunar. Yayılan ışık mavidir ve tepe dalga boyu (λp) tipik olarak yaklaşık 468 nm civarındadır. Baskın dalga boyu (λd) 462 nm ile 472 nm arasında değişir. Spektral bant genişliği (Δλ) tipik olarak 20 nm'dir. LED üzerinden 20mA sürmek için gereken ileri voltaj (VF) 2.70V ile 3.50V arasındadır. Ters akım (IR) çok düşüktür, 5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA'dır.

3. Bin Sistemi Açıklaması

LED'lerin performansı parti parti değişiklik gösterebilir. Tasarımcılar için tutarlılığı sağlamak amacıyla, 67-21 serisi temel parametreler için binlere ayrılır: ışık şiddeti, baskın dalga boyu ve ileri voltaj.

3.1 Işık Şiddeti Bin'i

Işık şiddeti dört koda ayrılır: Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd) ve R2 (140-180 mcd). ±%11 tolerans uygulanır. Bu, gerekli parlaklık seviyelerine göre seçim yapılmasını sağlar.

3.2 Baskın Dalga Boyu Bin'i

Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu, 'FA' altında gruplandırılır ve beş koda ayrılır: AA0 (462.0-464.0 nm), AA1 (464.0-466.0 nm), AA2 (466.0-468.0 nm), AA3 (468.0-470.0 nm) ve AA4 (470.0-472.0 nm). ±1nm tolerans belirtilmiştir. Bu, uygulamalarda hassas renk eşleştirmesine olanak tanır.

3.3 İleri Voltaj Bin'i

İleri voltaj 'F' altında gruplandırılır ve dört koda ayrılır: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V) ve 13 (3.30-3.50V). ±0.1V tolerans uygulanır. VF bin'ini bilmek, verimli akım sınırlama devreleri tasarlamaya ve güç tüketimini tahmin etmeye yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç tipik karakteristik eğri sağlar. Bu grafikler referans içindir ve tipik verileri temsil eder, garanti edilen minimum veya maksimum değerler değildir.

İleri Akım - İleri Voltaj (IV Eğrisi):Bu eğri, LED üzerinden akan akım ile üzerindeki voltaj arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Çalışma noktasını belirlemek ve sürücü devresini tasarlamak için çok önemlidir. Eğri tipik olarak, açılma noktasının ötesindeki küçük bir voltaj artışının akımda büyük bir artışa yol açtığını gösterir.

Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu grafik, ışık çıkışının ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Önerilen çalışma aralığında genellikle doğrusaldır, ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir. İstenen parlaklık seviyesi için sürücü akımını seçmede yardımcı olur.

Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, ortam sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir. LED verimliliği sıcaklık arttıkça düşer. Bu, uygulamada tutarlı parlaklığı korumak için termal yönetimde kritik bir husustur.

İleri Akım Azaltma Eğrisi:Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı gösterir. Sıcaklık arttıkça, maksimum eklem sıcaklığını aşmayı önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için maksimum akım azaltılmalıdır.

Spektrum Dağılımı:Bu çizim, yaklaşık 468 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın bağıl yoğunluğunu gösterir. Mavi ışık yayılımının spektral saflığını ve genişliğini gösterir.

Radyasyon Diyagramı:Bu kutupsal çizim, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını görsel olarak temsil eder ve geniş 120 derecelik görüş açısını doğrular. Işığın ileri yönde (0°) daha yoğun ve yanlara doğru azalarak nasıl yayıldığını gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED, bir P-LCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde bulunur. Paket gövdesi beyazdır ve renksiz şeffaf bir merceğe sahiptir. Veri sayfasında, uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve diğer kritik mekanik özellikleri belirten detaylı ölçülü bir çizim sağlanır. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. Çizim, PCB düzeni için üstten görünüm, yandan görünüm ve ayak izi önerisini, anot ve katot ped geometrisini ve önerilen lehim maskesi açıklığını içerir. Polarite, cihazın kendisinde, tipik olarak katot yakınında bir çentik veya nokta gibi bir işaretle belirtilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun kullanım ve lehimleme, güvenilirlik için esastır.

Depolama:Bileşenler, nem giderici ve nem göstergeli kart ile nem geçirmez torbalarda paketlenir. Torba, yalnızca kullanımdan hemen önce, 30°C'nin altında ve %60 bağıl nemde kontrollü bir ortamda açılmalıdır. Açıldıktan sonra, bileşenler Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL 3, J-STD-020D'ye dayalı) tarafından belirtilen süre içinde kullanılmalıdır. Gösterge kartı aşırı nem gösteriyorsa, kullanımdan önce 60°C ±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.

Yeniden Akış Lehimleme:Kurşunsuz lehim için özel bir sıcaklık profili önerilir. Profil, bir ön ısıtma aşaması (150-200°C, 60-120s), tepe sıcaklığa yükselme (maks. 260°C), sıvı üstü süresi (217°C, 60-150s) ve kontrollü soğutmayı içerir. 255°C üzerindeki süre 30 saniyeyi geçmemeli ve 260°C tepe sıcaklığı maksimum 10 saniye tutulmalıdır. Yeniden akış işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED'e stres uygulanmamalı ve lehimlemeden sonra PCB eğrilmemelidir.

El Lehimleme:Gerekirse, el lehimlemesi, uç başına 3 saniyeden fazla olmamak üzere, uç sıcaklığı 350°C'nin altında bir havya ile yapılmalıdır. Havya gücü 25W veya daha az olmalıdır. Her bir uç lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir aralık bırakılmalıdır. Herhangi bir onarım işi için termal stresi önlemek amacıyla çift uçlu havya önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

LED'ler, otomatik yerleştirme montajı için makaralara sarılmış 8mm taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makara 2000 adet içerir. Makara ve bant boyutları veri sayfasında belirtilmiştir. Makara üzerindeki bir etiket, Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY) ve Işık Şiddeti Sıralaması (CAT), Baskın Dalga Boyu Sıralaması (HUE) ve İleri Voltaj Sıralaması (REF) için bin kodları ile birlikte Parti Numarasını (LOT No) içeren temel bilgileri sağlar.

8. Uygulama Önerileri

Tipik Uygulamalar:Bu LED, telekomünikasyon ekipmanları (telefonlarda, faks makinelerinde göstergeler ve arka aydınlatmalar), LCD'ler, anahtarlar ve semboller için düz arka aydınlatma, ışığı bir panele veya çerçeveye yönlendirmek için ışık kılavuzu uygulamaları ve genel amaçlı gösterge kullanımı için idealdir.

Tasarım Hususları: Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlama direncizorunludur. LED'ler akım kontrollü cihazlardır ve ileri voltajdaki küçük bir değişiklik, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir değişikliğe neden olabilir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vsupply - VF) / IF, burada VF bin veya tipik değerden gelen ileri voltajdır ve IF istenen çalışma akımıdır (örneğin, 20mA).Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde ısının dağılmasına yardımcı olabilir. Bu, ışık çıkışını ve ömrünü korur.Optik Tasarım:Geniş 120° görüş açısı ve şeffaf mercek, ışığın çıkarılması ve yönlendirilmesi gereken ışık kılavuzu uygulamaları için mükemmeldir. Beyaz paket, iç ışığı yansıtmaya yardımcı olarak genel verimliliği artırır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Genel mavi LED'lerle karşılaştırıldığında, 67-21 serisi birkaç belirgin avantaj sunar. Geniş 120 derecelik görüş açısı, daha dar ışın demetlerine (örneğin, 60-80 derece) sahip olabilen birçok standart LED'den üstündür ve eksen dışı görünürlük gerektiren uygulamalar için daha iyidir. Şiddet, dalga boyu ve voltaj için tanımlanmış bin yapısı, üreticilere öngörülebilir ve tutarlı performans sağlar, bu da çoklu LED dizilerinde renk eşleştirmesi ve parlaklık düzgünlüğü için kritiktir. Paket, özellikle optimize edilmiş ışık bağlantısı için tasarlanmıştır ve ışık kılavuzları ile kullanıldığında verimliliği artırır. Ayrıca, modern çevresel standartlara (RoHS, REACH, Halojensiz) tam uyumu, katı düzenlemelere sahip küresel pazarlar için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Neden bir akım sınırlama direnci kesinlikle gereklidir?

C: LED'in IV karakteristiği üsteldir. Direnç olmadan, akım yalnızca güç kaynağının kapasitesi ve LED'in küçük iç direnci ile sınırlıdır, bu da anında akımı 25mA maksimum değerin çok ötesine sürerek aşırı ısınmaya ve felaket arızasına neden olabilir.

S: Bu LED'i direnç olmadan 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

C: Hayır. Tipik VF 3.0V olsa bile, binleme, sıcaklık ve üretim toleransları nedeniyle oluşan değişiklikler, gerçek VF'nin daha düşük olabileceği anlamına gelir. Doğrudan bağlanan bir 3.3V besleme, LED üzerinden aşırı akım zorlayabilir. Her zaman seri bir direnç kullanın.

S: 'Ön Koşul: JEDEC J-STD-020D Seviye 3' ne anlama geliyor?

C: Bileşenlerin Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3 olduğu anlamına gelir. Fabrika kapalı nem bariyer torbası açıldıktan sonra, bileşenler <30°C/%60 RH'de depolandığında 168 saat (7 gün) içinde bir PCB'ye monte edilmelidir. Bu süre aşılırsa, yeniden akış lehimleme sırasında 'patlamayı' önlemek için kullanımdan önce yeniden kurutulmaları gerekir.

S: Makara etiketindeki bin kodlarını nasıl yorumlarım?

C: CAT kodu (örneğin, R1) size ışık şiddeti aralığını söyler. HUE kodu (örneğin, AA2) size baskın dalga boyu aralığını söyler. REF kodu (örneğin, 11) size ileri voltaj aralığını söyler. Bu, kullandığınız partinin elektriksel ve optik parametrelerini doğrulamanızı sağlar.

11. Pratik Kullanım Senaryosu

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için durum göstergesi paneli tasarlama.

Cihazın, koyu renkli polikarbonat bir pencere arkasında birden fazla durum LED'i (Güç, Düşük Pil, Bluetooth Bağlı) vardır. 67-21 serisi seçilir. Geniş görüş açısı, cihaza açıdan bakıldığında bile göstergelerin görünür olmasını sağlar. Düşük akım gereksinimi (20mA), pil ömrünü maksimize etmek için idealdir. Ana PCB'ye monte edilen LED'den ışığı ön panel penceresine yönlendirmek için bir ışık kılavuzu tasarlanır. Beyaz LED paketi, ışığın kılavuza yansıtılmasına yardımcı olur. Tasarımcı, tüm göstergelerin aynı parlaklık ve renge sahip olmasını sağlamak için aynı şiddet ve dalga boyu binlerinden (örneğin, R1, AA2) LED'ler seçer. 3.3V sistem beslemesi için hesaplanan, her LED için bir akım sınırlama direnci içeren basit bir sürücü devresi uygulanır. Veri sayfasındaki yeniden akış profili, SMT montaj hattına programlanır.

12. Çalışma Prensibi

Bu, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çip malzemesine dayalı bir yarı iletken diyottur. Diyotun açılma voltajını (yaklaşık 2.7-3.5V) aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde salınır. InGaN malzemesinin spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda, yaklaşık 468 nm civarında mavi ışık. P-LCC-2 paketi, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, tel bağlantılarını barındırır ve ışık çıkış demetini şekillendiren bir mercek içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Mavi LED'lerin, özellikle InGaN tabanlı verimli olanların geliştirilmesi, katı hal aydınlatmasında temel bir başarıydı ve beyaz LED'ler (fosfor dönüşümü yoluyla) ve tam renkli ekranların önünü açtı. 67-21 serisi gibi gösterge tipi SMD LED'lerdeki mevcut trendler birkaç alana odaklanmaktadır:Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri, birim elektrik giriş gücü başına daha fazla ışık (daha yüksek ışık etkinliği) üretmeyi ve böylece enerji tüketimini daha da azaltmayı amaçlamaktadır.Küçültme:P-LCC-2 standart bir paket olsa da, sürekli küçülen tüketici elektroniğinde PCB alanından tasarruf etmek için daha küçük ayak izlerine (örneğin, 0402, 0201 metrik boyutlar) doğru bir itiş vardır.Gelişmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık:Paketleme malzemeleri ve çip bağlama teknolojilerindeki iyileştirmeler, operasyonel ömrü uzatmaya ve termal döngü ve neme karşı direnci artırmaya devam etmektedir.Daha Sıkı Binleme ve Renk Tutarlılığı:Uygulamalar daha hassas ve düzgün aydınlatma talep ettikçe, üreticiler ışık akısı, renk koordinatları ve ileri voltaj için daha katı ve ince binleme süreçleri uygulamaktadır.