67-21 Serisi Üstten Görünümlü LED Teknik Veri Sayfası - P-LCC-2 Paketi - Mavi 468nm - 20mA 3.2V - 120° Görüş Açısı

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, kompakt P-LCC-2 yüzey montaj paketi kullanan üstten görünümlü LED'lerden oluşan bir sınıftır. Bu seri, geniş bir elektronik uygulama yelpazesinde güvenilir optik gösterge performansı sağlamak üzere tasarlanmıştır. Cihaz, optik verimliliğini ve estetik evrenselliğini artırmaya yardımcı olan renksiz şeffaf pencere ve beyaz paket gövdesi kullanır.

Temel tasarım felsefesi, optimize edilmiş paket geometrisi ve dahili yansıtıcı ile sağlanan geniş bir görüş açısı sunmaktır. Bu özellik, LED'i, düzgün ışık dağılımının kritik olduğu ışık kılavuzu çubuklarının kullanıldığı uygulamalar için özellikle uygun kılar. Ayrıca, cihazın düşük çalışma akımı, güç tüketiminin hassas olduğu taşınabilir ve pil ile çalışan cihazlar gibi uygulamalar için ideal bir seçimdir.

Bu seri, yumuşak turuncu, yeşil, mavi ve sarı dahil olmak üzere çeşitli ışık yayan renkler sunar. Bu belgede ayrıntılı olarak açıklanan spesifik model, InGaN çip kullanan mavi bir LED'dir. Otomatik yüzey montaj ekipmanları ve standart buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle tam uyumludur ve yüksek hacimli üretimi destekler. Ürün kurşunsuz tasarıma sahiptir ve RoHS standartlarına uygundur.

2. Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırda veya üzerinde çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu voltajın üzerindeki ters öngerilim, eklem delinmesine neden olabilir.
• Sürekli ileri yön akımı (I_F):30 mA. Sürekli olarak uygulanabilecek maksimum doğru akım.
• Tepe ileri yön akımı (I_FP):100 mA. Sadece %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekanslı darbe koşullarında izin verilir.
• Güç Tüketimi (P_d):110 mW. Paketin dağıtabileceği maksimum güç, formülü V_F* Ben_F.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM:1000 V. Cihazın elektrostatik deşarja karşı hassasiyeti; doğru işlem prosedürlerinin takip edilmesi gerekmektedir.
• Çalışma sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Güvenilir çalışmayı garanti eden ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme sıcaklığı:Cihaz, 260°C'de 10 saniye süreyle gerçekleştirilen reflow lehimleme veya 350°C'de 3 saniye süreyle gerçekleştirilen el lehimleme işlemlerine dayanabilir.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, standart test koşullarında ölçülmüştür: ortam sıcaklığı (T_a) 25°C, ileri akım (I_F) 20 mA. Toleranslar belirtildiği şekilde uygulanır.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 225 mcd'den maksimum 565 mcd'ye kadar değişen aralık, tipik tolerans ±11%'dir. Bu, LED'in algılanan parlaklığını tanımlar.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik değer). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır ve çok geniş bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe dalga boyu (λ_P):468 nm (tipik değer). Spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyu.
• Baskın dalga boyu (λ_d):464.5 nm ile 476.5 nm aralığında, ±1 nm toleransla. Bu dalga boyu, ışığın algılanan rengine karşılık gelir.
• Spektral bant genişliği (Δλ):25 nm (tipik değer). Emisyon spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliği.
• İleri yönlü voltaj (V_F):20 mA'de, 2.70 V ile 3.70 V arasında değişir, tolerans ±0.1 V'dir. Bu, LED iletimdeyken üzerindeki voltaj düşüşüdür.
• Ters akım (I_R):5V ters voltajda, maksimum 50 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Parlaklık, renk ve elektriksel özelliklerde tutarlılık sağlamak için LED'ler farklı sınıflara ayrılır. Spesifik cihaz kodu (örneğin, /B7C-AS2U1N/2T) bu sınıflandırma kodlarını içerir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması (CAT Kodu)

LED'ler, 20 mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre gruplandırılır.

• S2:225 - 285 mcd
• T1:285 - 360 mcd
• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd

3.2 Ana Dalga Boyu Sınıflandırması (HUE Kodu - A Grubu)

Mavi LED'ler için ana dalga boyu sınıflandırması aşağıdaki gibidir:

• A9:464.5 - 467.5 nm
• A10:467.5 - 470.5 nm
• A11:470.5 - 473.5 nm
• A12:473.5 - 476.5 nm

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması (REF Kodu - N Grubu)

LED'ler ayrıca 20 mA'deki ileri voltaj düşüşlerine göre de sınıflandırılır.

• 10:2.70 - 2.90 V
• 11:2.90 - 3.10 V
• 12:3.10 - 3.30 V
• 13:3.30 - 3.50 V
• 14:3.50 - 3.70 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik karakteristik eğriler, LED'lerin farklı koşullar altındaki davranışını ortaya koyar.

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

Grafik, tipik bir diyot doğrusal olmayan ilişkisini göstermektedir. İleri voltaj, akım arttıkça artar, çok düşük akımlarda yaklaşık 2.6V ve 20mA'de yaklaşık 3.4V seviyesine ulaşır. Bu eğri, akım sınırlayıcı devreler tasarlamak için çok önemlidir.

4.2 Göreceli Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Işık şiddeti, ileri akım arttıkça artar ancak bu artış doğrusal değildir. Kavşak sıcaklığının yükselmesi ve verimliliğin düşmesi nedeniyle, eğri daha yüksek akımlarda yataylaşma eğilimi gösterir. Bu, optimum verimlilik için LED'in önerilen akımda (20mA) veya bu akım civarında sürülmesinin önemini vurgular.

4.3 Göreceli Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı

Işık çıkışı, ortam sıcaklığı arttıkça azalır. Grafik, maksimum çalışma sıcaklığı olan +85°C'de çıkışın, 25°C'deki değere kıyasla önemli ölçüde daha düşük olabileceğini göstermektedir. Yüksek ortam sıcaklığına sahip uygulamalarda bu termal düşüm mutlaka dikkate alınmalıdır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektrum grafiği, yaklaşık 468 nm'de tepe noktası olan mavi ışımayı doğrulamaktadır, tipik bant genişliği 25 nm'dir. InGaN tabanlı mavi LED'lerden beklendiği gibi, spektrum tek renklidir.

4.5 Işıma Diyagramı

Kutupsal grafik, 120°'lik geniş görüş açısını görsel olarak doğrulamakta, Lambertian benzeri bir emisyon modeli, yani ışık şiddetinin geniş açılarda oldukça düzgün olduğu, açı genişledikçe ve yoğunluk düştükçe azalan bir model sergilemektedir.

4.6 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirler. Sıcaklık arttıkça, 110mW'lık güç tüketim sınırının aşılmasını önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için maksimum güvenli çalışma akımı düşer.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları (P-LCC-2)

LED, yüzey montaj paketi kullanır. Kritik boyutlar gövde boyutu, bacak aralığı ve toplam yüksekliği içerir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1mm'dir. Bu paket, reflow lehimleme sırasında stabiliteyi korumak ve standart 8mm taşıma bandı ile uyumlu olmak üzere tasarlanmıştır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak, paket üzerindeki bir çentik, nokta veya çip boşluğunun katot tarafındaki yeşil ton gibi görsel işaretlerle tanımlanır. Ters polarite hasarını önlemek için montajda doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5.3 Önerilen PCB Lehim Pedi Yerleşimi

Paket boyutunu barındırabilen ve uygun lehim köşesi şeklinin oluşmasına izin veren bir lehim pedi yerleşimi tasarımı benimsemeniz önerilir. Lehim pedi yerleşimi, güvenilir mekanik ve elektriksel bağlantıyı sağlamak için paketin termal pedi (varsa) ve elektriksel pedleri ile hizalanmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Bu cihaz, buhar fazlı ve kızılötesi reflow lehimlemeye uygundur. Standart kurşunsuz sıcaklık profili belirlenmiştir; tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamalı ve 10 saniye sürmelidir. Bileşen üzerindeki termal stresi en aza indirmek için likidüs hattının üzerindeki (örneğin 217°C) süre kontrol edilmelidir.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, havya ucunun sıcaklığı 350°C ile sınırlandırılmalı, her pin ile temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü havya kullanın ve pakete mekanik stres uygulamaktan kaçının.

6.3 Nem Hassasiyeti ve Depolama

LED包装在带有干燥剂的防潮阻隔袋中，以防止吸湿，吸湿可能在回流焊期间导致“爆米花”现象。一旦密封袋打开，应在规定的时间范围内（例如，在<30°C/60%RH条件下168小时）使用元件，或根据标准IPC/JEDEC指南重新烘烤。

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit Ölçüleri

Bileşenler, 8 mm genişliğinde embosseli taşıyıcı şerit formunda sağlanır. Makara boyutları ve yuva aralıkları, otomatik besleyicilerle uyumlu olacak şekilde standartlaştırılmıştır. Standart yükleme miktarı makara başına 2000 adettir; minimum sipariş miktarı 250, 500, 1000 veya 2000 adet olabilir.

7.2 Etiket Bilgisi

Makara etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için kullanılan kritik bilgileri içerir: Parça Numarası (PN), Müşteri Parça Numarası (CPN), Miktar (QTY), Lot Numarası ve ayrıca ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu (HUE) ve ileri voltaj (REF) için özel seçim kodları.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv Elektroniği:Gösterge paneli aletleri, anahtarlar ve kontrol panellerinin arka aydınlatması.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon, faks makineleri ve ağ donanımındaki durum göstergeleri ve klavye arka ışığı.
• Tüketici Elektroniği:Ev aletleri, ses/video ekipmanları ve bilgisayar çevre birimlerindeki güç/durum göstergeleri, LCD ekran arka aydınlatması, semboller ve membran anahtar arka aydınlatması.
• Genel Gösterge:Parlak, güvenilir ve düşük güç tüketimli durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Işık Kılavuzu Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

120° geniş görüş açısı, ışık kılavuzu kolonu uygulamalarının temel avantajıdır. En iyi kuplaj verimliliği için:

• LED'i, ışık kılavuzu kolonunun girişine mümkün olduğunca yakın yerleştirin.
• Işık kılavuzu malzemesinin yüksek ışık geçirgenliğine sahip olduğundan emin olun ve ışığı etkili bir şekilde yönlendirmek ve dağıtmak için tasarlanmış olmasını sağlayın.
• Işık kılavuzunun giriş yüzeyi geometrisini tasarlarken, LED'in radyasyon diyagramını dikkate alın.

8.3 Devre Tasarımı Önemli Noktaları

• Daima seri akım sınırlama direnci kullanın. Besleme gerilimine (V_CC), LED'in ileri yön gerilimine (V_F - Güvenilirlik için maksimum değer kullanın) ve gerekli ileri akım (I_F) direnç değerini hesaplayın. Formül: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Belirli bir güç kaynağı voltajı veya sıcaklık aralığında parlaklığı sabit tutmak için basit bir direnç yerine sabit akım sürücü kullanmayı düşünün.
• Mutlak maksimum değerlere, özellikle ters voltaja uyun. Devre voltaj dalgalanmalarına veya ters bağlantıya maruz kalabiliyorsa, koruma önlemleri alın (örneğin, ters paralel bir diyot ekleyin).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

67-21 serisi, SMD gösterge LED pazarında aşağıdaki temel özelliklerle öne çıkar:

• Üstün görüş açısı:120°'lik görüş açısı, birçok standart SMD LED'den (muhtemelen 60-80°) belirgin şekilde daha geniştir ve panel göstergeleri için kritik olan eksen dışı bakış açılarından daha eşit bir görünürlük sağlar.
• Işık Kılavuzu Çubuğu Optimizasyonu İçin:Dahili reflektörlü paket tasarımı, ışığı bir ışık kılavuzu borusuna verimli bir şekilde bağlamak için özel olarak ayarlanmıştır; bu, modern endüstriyel ve tüketici ürünü tasarımında yaygın bir gereksinimdir.
• Düşük Akım Çalışması:20mA'deki spesifikasyonu (iyi parlaklık sağlar), benzer çıktı için daha yüksek sürme akımı gerektiren LED'lere kıyasla daha enerji verimli olmasını sağlar ve pil ömrünün uzatılmasına katkıda bulunur.
• Sağlam Sınıflandırma Sistemi:Yoğunluk, dalga boyu ve voltaj için detaylı sınıflandırma sistemi, tasarımcıların performans toleransları sıkı ürünleri seçmesine olanak tanıyarak, özellikle çoklu LED dizilerinde nihai ürün tutarlılığını garanti eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V güç kaynağı kullanırken hangi direnç değeri seçilmelidir?

Muhafazakâr tasarım benimsenerek, maksimum V_F değeri 3.7V, hedef I_F 20mA için: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 ohm. En yakın standart değer 68 ohm'dur. Yeniden hesaplayın: I_F= (5V - 3.7V) / 68Ω ≈ 19.1 mA, bu güvenlidir ve spesifikasyonlar dahilindedir. Devrede gerçek akımı mutlaka doğrulayın.

10.2 Bu LED, 3.3V güç kaynağı ile sürülebilir mi?

Evet, ancak dikkatli hesaplama gereklidir. Tipik V_F 3.2V Değeri: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohm. Bu çok düşük direnç değeri, akımın V_F ve V_CC deki değişikliklere karşı oldukça hassas olmasını sağlar. V_CC 'deki hafif bir düşüş veya V_F LED'in sönmesine neden olabilir. Düşük gerilim marjı durumlarında, sabit akım sürücü kullanılması şiddetle tavsiye edilir.

10.3 Işık şiddeti aralığı neden bu kadar geniştir (225-565 mcd)?

Bu, tüm ürün serisi ve tüm sınıflandırmalar için toplam olası aralıktır. Tekil LED'ler belirli gruplara (S2, T1, T2, U1) ayrılır. Sipariş verirken, daha dar bir aralık (450-565 mcd) elde etmek için istediğiniz ışık şiddeti sınıfını (örneğin, en yüksek parlaklık için U1) belirtirsiniz. Bu, maliyet optimizasyonu ve performans eşleştirmesi sağlar.

10.4 Sıcaklık Performansı Nasıl Etkiler?

Performans eğrilerinde gösterildiği gibi, ortam sıcaklığının artması ışık çıkışını azaltır (verim düşer) ve ileri voltajı hafifçe artırır. Yüksek sıcaklıklarda, izin verilen maksimum sürekli akım da düşer. Yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için (örneğin, araç gösterge paneli içi), tasarım yalnızca 25°C'deki verilere değil, beklenen çalışma sıcaklığındaki performans verilerine dayandırılmalıdır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Çoklu LED Durum Gösterge Paneli Tasarımı

Senaryo:Bir kontrol paneli için 10 adet mavi durum göstergesi gereklidir. Parlaklık ve renk düzgünlüğü kullanıcı deneyimi için kritik öneme sahiptir.

Uygulama Planı:

1. Sınıflandırma Seçimi:Tüm 10 LED için aynı ışık şiddeti aralığını (örn. T2: 360-450 mcd) ve ana dalga boyu aralığını (örn. A10: 467.5-470.5 nm) belirleyerek görsel tutarlılık sağlayın.
2. Devre Tasarımı:12V güç kaynağı kullanın. 10 LED'i, her biri ayrı bir dirençle paralel olarak sürün: Maksimum V_F=3.7V, I_F=20mA ile direnç hesaplayın. R = (12V - 3.7V) / 0.02A = 415 ohm. 430 ohm (standart değer) kullanın. Her bir direncin gücü: P = I²R = (0.02)²* 430 = 0.172W. 1/4W direnç kullanın. Güç kaynağı toplam akımı: 10 * 20mA = 200mA.
3. PCB yerleşimi:LED'leri tutarlı bir yönde yerleştirin. PCB ipek baskısındaki katot işaretinin LED paketiyle eşleştiğinden emin olun. 200mA taşıyan ortak güç hatları için yeterli bakır alan sağlayın.
4. Işık Kılavuzu:Işık kılavuzu kullanılıyorsa, LED'in 120° yayılım konisini yakalamak için ışık kılavuzu girişini modelleyin. Optik sınıf PC veya akrilik malzeme kullanın.

12. Çalışma Prensibi Özeti

67-21 serisi LED'ler, yarı iletken p-n eklemine dayalı katı hal ışık kaynaklarıdır. Aktif bölgeleri, bir alt tabaka üzerinde epitaksiyel olarak büyütülen indiyum galyum nitrür (InGaN) bileşik yarı iletken malzemesinden oluşur. Diyot eşik voltajını aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşir. InGaN gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde, bu yeniden birleşme olayı enerjiyi foton (ışık) şeklinde salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), bu durumda mavi (~468 nm), InGaN malzemesinin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir ve bu enerji, kristal büyüme sürecinde indiyum içeriği değiştirilerek ayarlanabilir. Üretilen ışık daha sonra, aynı zamanda bir lens görevi gören ve iç reflektörün ışığı geniş bir yayılım moduna yönlendirmesine yardımcı olan, kapsüllenmiş renksiz şeffaf epoksi kubbe aracılığıyla çıkarılır.

13. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

P-LCC ve benzeri yüzey montaj paketlerini kullanan LED'ler, otomatik montajla uyumluluğu ve daha küçük kapladığı alan nedeniyle, modern elektronik ürünlerdeki delikli montaj LED'lerin büyük ölçüde yerini almıştır ve gösterge ışığı uygulamalarında ana akımı temsil etmektedir. Bu alandaki trendler şunları içerir:

• Daha Yüksek Verimlilik:Watt başına lümen çıkışını artırarak, yeterli parlaklığın daha düşük sürücü akımında elde edilmesine izin verir ve güç tüketimini daha da azaltır.
• Küçültme:Optik performansı korurken veya iyileştirirken, paket boyutunun sürekli olarak küçültülmesi (örneğin, 0603'ten 0402 metrik boyutuna).
• Gelişmiş optik kontrol:Daha karmaşık paketleme tasarımı kullanılarak, lensler, reflektörler ve difüzörler entegre edilir, böylece doğrudan paketten özel ışık demeti modları (ultra geniş, yandan görüş, odaklanmış) üretilir ve ikincil optik elemanlara olan ihtiyaç azaltılır.
• Daha Geniş Renk Gamı ve Kararlılık:Daha sıkı binleme toleransları ve geliştirilmiş fosfor teknolojisi (beyaz LED'ler için), üretim partileri ve cihaz ömrü boyunca renk noktası tutarlılığını sağlar.
• Artırılmış Güvenilirlik ve Sağlamlık:Daha yüksek lehimleme sıcaklıklarına, daha sert çevre koşullarına dayanmak ve daha iyi ESD koruması sağlamak için geliştirilmiş malzeme ve paketleme teknolojileri.

67-21 serisi, geniş görüş açısı ve ışık kılavuzu uyumluluğuna odaklanarak, ayrık göstergelerin şık ve modern ürün tasarımlarına entegre edilmesi eğilimini mükemmel şekilde karşılar; bu tasarımlarda ışık kaynağı genellikle gizlenir ve doğrudan görünmez.