67-21 Serisi Üstten Görünümlü LED Veri Sayfası - P-LCC-2 Paketi - 1.75-2.35V - 25mA - Kırmızı/Turuncu/Yeşil/Mavi/Sarı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, genel amaçlı gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış bir Üstten Görünümlü LED ailesini temsil eder. Bu bileşenler, beyaz gövde ve renksiz şeffaf pencereye sahip kompakt bir P-LCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde yer alır. Bu tasarım, geniş bir görüş açısı sağlamak üzere optimize edilmiştir ve LED'leri özellikle ışığın çeşitli açılardan görünmesi gereken, ışık kılavuzları gibi uygulamalar için uygun hale getirir. Seri, yumuşak turuncu, yeşil, mavi ve sarı dahil olmak üzere birden fazla yayılan renkte mevcuttur; bu veri sayfasındaki spesifik model ise AlGaInP çip malzemesine dayanan parlak kırmızı bir varyanttır. Bu serinin önemli bir avantajı, düşük akım gereksinimidir; bu da onu pil ile çalışan veya güce duyarlı taşınabilir ekipmanlar için mükemmel bir seçim yapar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

67-21 serisi LED'lerin temel özellikleri, modern elektronik üretimdeki çok yönlülüklerine ve kullanım kolaylıklarına katkıda bulunur. P-LCC-2 yüzey montaj paketi, standart pick-and-place ekipmanları kullanılarak otomatik yerleştirmeyi kolaylaştırır, montaj verimliliğini ve tutarlılığını önemli ölçüde artırır. Paket, ışık bağlantısını ve çıkışını optimize eden, parlaklığı ve düzgünlüğü artıran bir iç yansıtıcı ile tasarlanmıştır. Ayrıca, bu LED'ler kurşunsuz (Pb-free) bileşimle üretilir ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyar, çağdaş çevresel ve düzenleyici standartları karşılar. Buhar fazlı reflow, kızılötesi reflow ve dalga lehimleme dahil çeşitli lehimleme süreçleriyle uyumlulukları, üretim hattı kurulumunda esneklik sağlar. Bileşenler, otomatik montaj hatları için standart olan 8mm bant ve makara üzerinde tedarik edilir, bu da üretim sırasında sorunsuz işleme ve beslemeyi sağlar.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Piyasalar

67-21 serisi LED'ler, güvenilir performansları ve kompakt form faktörleri nedeniyle geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılır. Birincil piyasa, telefonlar ve faks makineleri gibi cihazlarda durum göstergesi ve tuş veya ekran arka aydınlatması olarak hizmet verdikleri telekomünikasyondur. Ayrıca yaygın olarak LCD'lerin düz arka aydınlatması ve kontrol panellerindeki anahtarların ve sembollerin aydınlatılması için kullanılırlar. Geniş görüş açıları ve verimli ışık bağlantıları, onları ışık kılavuzu uygulamaları için ideal seçim yapar; bu uygulamalarda ışığın LED'den cihazın dışındaki görünür bir noktaya yönlendirilmesi gerekir. Son olarak, genel amaçlı doğaları, onları tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller, otomotiv iç mekanları ve ev aletlerindeki sayısız diğer gösterge rollerine uygun hale getirir.

2. Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı, nesnel bir yorumunu sağlar. Bu değerleri anlamak, doğru devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, LED'e kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir. Maksimum ters voltaj (V_R) 5V'dur, bu da LED'in bu seviyeye kadar kısa süreli ters öngerilime dayanabileceğini gösterir. Sürekli ileri akım (I_F) değeri 25 mA'dır. Darbe çalışması için, 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında 60 mA'lik bir tepe ileri akım (I_FP) izin verilir. Maksimum güç dağılımı (P_d) 60 mW'dır ve ileri voltaj ve akımdan hesaplanır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) başına 2000V'luk bir elektrostatik deşarjı (ESD) kaldırabilir; bu, temel bileşen işleme için standart bir seviyedir. Çalışma sıcaklığı aralığı (T_opr) -40°C ila +85°C'dir ve depolama sıcaklığı (T_stg) biraz daha geniş olarak -40°C ila +90°C'ye uzanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-Optik Karakteristikler, 25°C ortam sıcaklığı ve 10 mA ileri akım standart test koşulunda ölçülür. Parlak kırmızı varyant için, ışık şiddetinin (I_v) tipik bir değeri vardır, minimum 36 mcd ve maksimum 90 mcd'dir. Şiddetin tepe değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2), geniş 120 derecedir. Tepe dalga boyu (λ_p) tipik olarak 632 nm'dir, baskın dalga boyu (λ_d) ise 621 nm ila 631 nm aralığındadır. Spektral bant genişliği (Δλ) tipik olarak 20 nm'dir. 10 mA'de ileri voltaj (V_F) minimum 1.75V ila maksimum 2.35V aralığındadır ve tipik değer bu aralıkta ima edilir. 5V ters öngerilim uygulandığında, ters akımın (I_R) 10 μA veya daha az olacağı garanti edilir.

2.3 Termal ve Lehimleme Karakteristikleri

Termal yönetim, ileri akım düşürme eğrisi aracılığıyla dolaylı olarak ele alınır; bu eğri, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın nasıl azaltılması gerektiğini gösterir. Veri sayfası, montaj sırasında termal hasarı önlemek için lehimleme sıcaklık profillerini belirtir. Reflow lehimleme için, LED 260°C'lik bir tepe sıcaklığa 10 saniyeye kadar dayanabilir. El lehimlemesi için, havya ucunda 350°C sıcaklık maksimum 3 saniye için izin verilir. Plastik paketin ve iç tel bağlantılarının bütünlüğünü korumak için bu yönergelere uymak esastır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. 67-21 serisi, ışık şiddeti, baskın dalga boyu ve ileri voltaj için bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, N2, P1, P2 ve Q1 gibi kodlarla tanımlanan birkaç sınıfa ayrılır. Her sınıf, 10 mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen belirli bir minimum ve maksimum şiddet değerleri aralığını tanımlar. Örneğin, Q1 sınıfı 72 mcd ila 90 mcd arasındaki şiddetleri kapsar. Tasarımcılar, uygulamaları için minimum bir parlaklık seviyesi garanti etmek üzere belirli bir sınıf kodu seçebilir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Algılanan renkle ilişkili olan baskın dalga boyu da sınıflandırılır. FF1 ve FF2 gibi sınıflar, nanometre (nm) cinsinden dar aralıklar tanımlar. Örneğin, FF1 sınıfı 621 nm ila 626 nm dalga boylarını, FF2 sınıfı ise 626 nm ila 631 nm dalga boylarını kapsar. Bu, tek bir üründeki birden fazla LED arasında kesin renk eşleştirmesi sağlar; bu, tek tip görünüm gerektiren uygulamalar için kritiktir.

3.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj, ana grup 'B' altında 0, 1 ve 2 olarak etiketlenen gruplara ayrılır. Grup 0, 1.75V ila 1.95V'yi kapsar; Grup 1, 1.95V ila 2.15V'yi kapsar; Grup 2 ise 2.15V ila 2.35V'yi kapsar. Voltaj sınıfını bilmek, özellikle her milivoltun önemli olduğu pil ile çalışan cihazlarda, verimli akım sınırlama devreleri tasarlamak için önemli olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında daha derin bir içgörü sağlayan birkaç tipik karakteristik eğri içerir.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının akımla doğrusal orantılı olmadığını gösterir. Düşük akımlarda hızla artar ancak yüksek akımlarda doygunluğa eğilim gösterir. Bu doğrusal olmama durumu, ortalama akımın parlaklığı kontrol ettiği PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) karartma tasarımları için önemlidir.

4.2 İleri Voltaj - İleri Akım & İleri Akım Düşürme

V-I eğrisi, diyodun üstel ilişkisini gösterir. Düşürme eğrisi güvenilirlik için kritiktir; aşırı ısınmayı ve hızlanmış bozulmayı önlemek için ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın azaltılmasını zorunlu kılar.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı & Spektrum Dağılımı

Şiddet-sıcaklık eğrisi, sıcaklık arttıkça ışık çıkışının genellikle azaldığını gösterir; bu, çoğu LED'in bir özelliğidir. Spektrum dağılım grafiği, belirtilen bant genişliği ile tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ışığın tek renkli doğasını doğrular.

4.4 Radyasyon Diyagramı

Bu kutupsal çizim, geniş 120 derecelik görüş açısını görsel olarak doğrular ve ışık şiddetinin uzamsal olarak nasıl dağıldığını gösterir. Bu tür bir paket için desen tipik olarak Lambertian veya yakın Lambertian'dır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Toleranslar

LED paketinin, gövde boyutu, bacak aralığı ve toplam yükseklik dahil belirli boyutları vardır. Çizim tipik bir P-LCC-2 ayak izini gösterir. Aksi belirtilmedikçe, boyutsal toleranslar ±0.1 mm'dir; bu, kalıplanmış plastik bileşenler için standarttır. Katot tipik olarak paket üzerindeki bir işaretleyici veya belirli bir bacak şekli ile tanımlanır.

5.2 Bant ve Makara Özellikleri

Otomatik montaj için, LED'ler 8mm genişliğinde taşıyıcı bant üzerinde makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Veri sayfası, taşıyıcı cebi, aralığı ve makara göbeği için ayrıntılı boyutlar sağlar. Her makara 2000 adet içerir. Uygun makara boyutları, yerleştirme makinelerindeki otomatik besleyici sistemleriyle uyumluluk için gereklidir.

5.3 Neme Duyarlı Paketleme

Bileşenler, içinde nem alıcı bulunan nem geçirmez bir alüminyum torbada paketlenir. Torbanın iç neminin güvenli seviyeleri aşıp aşmadığını göstermek için bir nem göstergesi kartı (HIC) dahil edilmiştir. Bu paketleme, plastik paket tarafından nem emilirse yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında "patlamış mısır" veya tabakalanmayı önlemek için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

Doğru işleme ve lehimleme, verim ve güvenilirlik için hayati öneme sahiptir. LED'ler buhar fazlı, kızılötesi reflow ve dalga lehimleme süreçleriyle uyumludur. 260°C tepe değerinde 10 saniye süreli belirtilen reflow profiline uyulmalıdır. Manuel lehimleme için, 350°C'de kontrollü bir havya, bacağa 3 saniyeden fazla temas etmemelidir. Bileşenler, kullanılana kadar orijinal nem geçirmez torbalarında saklanmalıdır. Torba açıldıktan sonra, nem göstergesi bir uyarı gösteriyorsa, parçalar lehimlemeden önce standart IPC/JEDEC yönergelerine göre kurutulmalıdır.

7. Güvenilirlik Testleri

Veri sayfası, %90 güven düzeyi ve %10 LTPD (Parti Tolerans Yüzdesi Kusurlu) ile belirli koşullar altında gerçekleştirilen kapsamlı bir güvenilirlik test seti listeler. Testler arasında reflow lehimleme direnci, sıcaklık döngüsü (-40°C ila +100°C), termal şok, yüksek ve düşük sıcaklık depolama, yükseltilmiş akımda (20mA) DC çalışma ömrü ve yüksek sıcaklık/yüksek nem (%85°C/%85 RH) testi bulunur. Her test, 22 parçalık bir örnek üzerinde sıfır hata izin verilerek (Kabul/Red = 0/1) belirli bir süre (örneğin, 1000 saat) boyunca gerçekleştirilir. Bu testleri geçmek, zorlu uygulamalara uygun sağlam bir ürün olduğunu gösterir.

8. Uygulama Tasarım Hususları

8.1 Devre Tasarımı

LED'i bir voltaj kaynağından sürerken bir akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değeri (R), R = (V_besleme - V_F) / I_F olarak hesaplanır; burada V_F LED'in ileri voltajıdır (güvenli bir tasarım için maksimum değer kullanın) ve I_F istenen ileri akımdır (25 mA DC'yi aşmamalıdır). Örneğin, 5V besleme ve 20 mA'de 2.35V V_F ile, R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω (130 Ω veya 150 Ω standart değer kullanın). Ters voltaj koruması için, özellikle AC bağlantılı veya kötü regüle edilmiş devrelerde, LED'in kendisi ters yönde 5V'ye kadar dayanabilse de, paralel bir koruma diyodu düşünülebilir.

8.2 Termal Yönetim

LED'in kendisi düşük güç dağılımına sahip olsa da, uygun PCB düzeni ısı dağılımına yardımcı olabilir. LED'in termal pedine (varsa) veya bacaklarına bağlı lehim pedlerinin, bir soğutucu görevi görmek için yeterli bakır alanına sahip olduğundan emin olun. Mutlak maksimum akım ve sıcaklıkta aynı anda çalışmaktan kaçının; düşürme eğrisine bakın.

8.3 Optik Entegrasyon

Işık kılavuzu uygulamaları için, LED kılavuzun giriş yüzeyinin altına doğru konumlandırılmalıdır. Geniş görüş açısı, kılavuza daha fazla ışık yakalanmasına yardımcı olur. Potansiyel ışık sızıntısını göz önünde bulundurun ve gerekirse bitişik göstergeler arasında çapraz konuşmayı önlemek için opak bariyerler kullanın. Şeffaf, renksiz pencere minimum renk bozulması sağlar.

9. Karşılaştırma ve Farklılaşma

Daha basit radyal bacaklı LED'lere kıyasla, 67-21 serisi, daha küçük, daha hafif ve daha otomatik montaj sağlayan yüzey montaj teknolojisinin (SMT) önemli avantajını sunar. Geniş 120 derecelik görüş açısı, birçok dar açılı SMT LED'den üstündür ve onu ışık kılavuzları ve geniş alan göstergeleri için benzersiz şekilde uygun hale getirir. Düşük ileri voltaj (özellikle alt sınıflarda), daha yüksek V_F'ye sahip bazı mavi veya beyaz LED'lere kıyasla düşük voltajlı pil çalışması için avantajlıdır. Kapsamlı sınıflandırma sistemi, sınıflandırılmamış veya gevşek sınıflandırılmış genel LED'lere göre daha iyi renk ve parlaklık tutarlılığı sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λ_p), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d) ise LED'in algılanan rengiyle eşleşecek tek renkli ışığın dalga boyudur. Bu kırmızı LED gibi dar spektrumlu LED'ler için genellikle birbirine çok yakındırlar, ancak renk belirtimi için λ_d daha alakalıdır.

10.2 Bu LED'i akım sınırlama direnci olmadan sürebilir miyim?

Hayır. LED akım kontrollü bir cihazdır. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak aşırı akım akışına neden olacak, hızla maksimum değeri (25 mA) aşacak ve cihazı tahrip edecektir. Her zaman seri bir direnç veya sabit akım sürücüsü gereklidir.

10.3 Makara veya torba üzerindeki etiketi nasıl yorumlarım?

Etiket, CAT (Işık Şiddeti Sınıfı), HUE (Baskın Dalga Boyu Sınıfı) ve REF (İleri Voltaj Sınıfı) için kodlar içerir. Bunlar doğrudan 3.1, 3.2 ve 3.3 bölümlerinde özetlenen sınıf kodlarına karşılık gelir. Örneğin, CAT: Q1, HUE: FF2, REF: 1 gösteren bir etiket, en yüksek parlaklık sınıfından (72-90 mcd), üst dalga boyu sınıfından (626-631 nm) ve orta voltaj sınıfından (1.95-2.15V) bir LED belirtir.

10.4 Bu LED açık hava kullanımına uygun mudur?

-40°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığı, çoğu açık hava koşulunu kapsar. Ancak, paket özellikle su geçirmezlik veya yüksek UV direnci için derecelendirilmemiştir. Doğrudan açık hava maruziyeti için, nem, toz ve güneş ışığı bozulmasına karşı koruma sağlamak üzere ek çevresel koruma (konformal kaplama, mühürlü muhafazalar) gerekli olacaktır.

11. Pratik Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.Panelin aydınlatılması gereken birden fazla simgesi (Güç, İnternet, Wi-Fi) vardır. PCB üzerinde alan sınırlıdır. 67-21 serisi LED ideal bir seçimdir. SMT P-LCC-2 paketi, delikli LED'lere kıyasla alan tasarrufu sağlar. Geniş 120 derecelik görüş açısı, simgelerin bir odadaki çeşitli açılardan net bir şekilde görünmesini sağlar. Her simge için, ana PCB'ye monte edilen LED'den ön panele ışık yönlendirmek üzere bir ışık kılavuzu tasarlanır. Tasarımcı, tüm göstergelerde tek tip parlaklık ve renk sağlamak için aynı şiddet (örneğin, P2) ve dalga boyu (örneğin, FF2) sınıflarından LED'ler seçer. Her LED için, ayrı ayrı kontrol etmek üzere yönlendiricinin mikrodenetleyicisindeki bir GPIO pinine bağlı, akım sınırlama dirençli basit bir sürücü devresi kullanılır. Düşük akım tüketimi (örneğin, LED başına 10 mA), sistemin güç kaynağındaki yükü en aza indirir.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar aktif katmanda p-tipi bölgeden gelen boşluklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. 67-21 serisi kırmızı LED, yüksek verimli kırmızı, turuncu ve sarı ışık üretmek için yaygın bir malzeme sistemi olan AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) çipi kullanır. Plastik paket, kırılgan yarı iletken die'yi korumak, bacaklar için mekanik bir yapı sağlamak ve ışık çıkış hüzmesini şekillendiren bir lens veya kubbe içermek için hizmet eder; bu da geniş görüş açısı karakteristiğiyle sonuçlanır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

LED endüstrisi, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha büyük entegrasyona doğru evrimini sürdürmektedir. 67-21 serisi olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil ederken, gösterge LED'lerindeki trendler arasında daha da küçük form faktörlerinin (örneğin, çip ölçekli paketler), daha düşük akımlarda daha yüksek parlaklık ve dinamik renk göstergesi için tek bir pakette çok renkli (RGB) LED'lerin daha geniş benimsenmesi bulunur. Ayrıca, son kullanıcılar için kalibrasyon ihtiyacını azaltmak üzere doğrudan üreticilerden geliştirilmiş renk tutarlılığına ve daha sıkı sınıflandırmaya artan bir vurgu vardır. Dahası, sürdürülebilirlik için sürüş, bileşenin yaşam döngüsü boyunca malzeme kullanımının ve enerji tüketiminin daha da azaltılmasını teşvik eder. 67-21 serisinde görülen geniş görüş açısı, güvenilir performans ve otomatik montajla uyumluluk ilkeleri, bu gelişmelerin temelini oluşturmaya devam etmektedir.