Top View LED 67-21 Serisi Veri Sayfası - Paket 3.2x2.8x1.9mm - İleri Voltaj 1.75-2.35V - Parlak Sarı - 100mW Güç - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış bir dizi yüzey montajlı Üstten Görünümlü LED'i temsil eder. Parça numarası son ekinde belirtilen parlak sarı ışık yayılımı ile tanımlanan bu özel varyant, kompakt, endüstri standardı P-LCC-2 paketinde güvenilir performans sağlamak üzere tasarlanmıştır. Cihaz, geniş görüş açısına katkıda bulunan ve ışığı bir panel veya ekrandaki belirli alanlara yönlendirmek için ışık kılavuzları ile kullanıma özellikle uygun hale getiren renksiz şeffaf pencereli beyaz bir paket gövdesine sahiptir.

Bu LED'in temel avantajı, optimize edilmiş optik tasarımında yatar. Paket içindeki dahili bir yansıtıcı, ışık bağlama verimliliğini artırarak parlak ve düzgün bir çıktı sağlar. Ayrıca, düşük ileri akım gereksinimi, enerji tüketimini en aza indirmenin kritik olduğu pil ile çalışan veya güce duyarlı taşınabilir ekipmanlar için ideal bir seçim haline getirir. Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) üretim gerekliliklerine tam uyumludur ve RoHS direktiflerine bağlı kalır, bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Ters Gerilim (V_R): 5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F): 50 mA. Sürekli olarak uygulanabilen maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP): 120 mA. Bu, 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında belirtilen, izin verilen maksimum darbe akımıdır. Kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlar içeren uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
• Güç Harcaması (P_d): 100 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür ve İleri Yön Gerilimi (V_F) ile İleri Yön Akımı (I_F) çarpılarak hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM): 2000 V. Bu değer, LED'in statik elektriğe karşı hassasiyetini gösterir. Montaj sırasında uygun ESD işlem prosedürlerine uyulması gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C. Cihazın elektro-optik özelliklerini karşılamasının garanti edildiği ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı: Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında en fazla 10 saniye süreyle yeniden akış lehimlemeye veya 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığı ve ileri yön akımı (I_F) 20 mA olan standart bir test koşulunda ölçülür; bu, tipik çalışma noktasıdır.

• Işık Şiddeti (I_V): Minimum 140 mcd ile maksimum 360 mcd arasında değişir. Tipik değer bu aralıkta yer alır ve belirli parlaklık, binning işlemi ile belirlenir.
• Görüş Açısı (2θ)_1/2): 120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin maksimum değerinin (eksen üzeri) yarısına düştüğü tam açıdır. Geniş açı, eksen dışı konumlardan görünürlük gerektiren uygulamalar için temel bir özelliktir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 591 nm (tipik). Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 588.5 nm ila 594.5 nm. Bu, LED'in renginin insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve renk sınıflandırması için birincil parametredir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 15 nm (tipik). Maksimum gücünün yarısındaki yayılan spektrum genişliği (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM).
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): I=20mA'da 1.75 V ila 2.35 V._FLED iletimdeyken üzerindeki gerilim düşümü. Bu aralık, akım sınırlayıcı devre tasarımı için önemlidir.
• Ters Yönlü Akım (I_R): V_R=5V'de Maksimum 10 μA. LED ters kutuplandığında çok düşük bir sızıntı akımı.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre gruplara ayrılır. 67-21 serisi, üç boyutlu bir binning sistemi kullanır.

3.1 Baskın Dalga Boyu Gruplandırma (HUE)

Bu, sarının kesin tonunu belirler. Gruplar "B" grubu ve D4 ile D5 kodları ile etiketlenir.

• Bin D4: Baskın Dalga Boyu 588.5 nm ile 591.5 nm arasında.
• Bin D5: Baskın Dalga Boyu 591.5 nm ile 594.5 nm arasında.

Bu sınır değerlere ±1nm tolerans uygulanmıştır.

3.2 Işık Şiddeti Gruplandırma (CAT)

Bu, parlaklık seviyesini belirler. Sınıflar R2, S1, S2 ve T1 kodları ile tanımlanır.

• Bin R2: 140 mcd'den 180 mcd'ye.
• Bin S1: 180 mcd'den 225 mcd'ye.
• Bin S2: 225 mcd ila 285 mcd.
• Bin T1: 285 mcd ila 360 mcd.

Işık şiddetine ±%11 tolerans uygulanır.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması (REF)

Bu, benzer elektriksel özelliklere sahip LED'leri gruplandırır ve güç kaynağı tasarımını basitleştirebilir. Gruplar "B" harfi ve 0, 1, 2 kodları ile etiketlenir.

• Bin 0: V_F 1.75 V'tan 1.95 V'ye.
• Bin 1: V_F 1.95 V'den 2.15 V'ye.
• Bin 2: V_F 2.15 V'den 2.35 V'ye.

İleri voltaj için ±0.1V tolerans uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı koşullar altındaki davranışını anlamak için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 Ortam Sıcaklığına Karşı Bağıl Işık Şiddeti

Bu eğri, LED'in ışık çıkışının ortam sıcaklığı arttıkça azaldığını göstermektedir. Maksimum çalışma sıcaklığı olan +85°C'de, bağıl ışık şiddeti 25°C'dekinden önemli ölçüde daha düşüktür. Otomotiv uygulamaları veya ısı yayan bileşenlerin yakını gibi yüksek ortam sıcaklıklarının beklendiği tasarımlarda bu termal güç düşümü hesaba katılmalıdır.

4.2 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi doğrusal değildir, tipik bir diyot özelliği gösterir. LED'den geçen akım ile üzerindeki voltaj arasındaki ilişkiyi gösterir. Uygun bir akım sınırlama direnci seçmek veya sabit akım sürücüsü tasarlamak için bu eğri esastır. İletimin başladığı eğrinin "diz" noktası, bu cihaz için yaklaşık 1.6V ila 1.8V arasındadır.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının ileri akımla arttığını, ancak özellikle yüksek akımlarda mükemmel bir doğrusal şekilde olmadığını gösterir. Ayrıca, Mutlak Maksimum Değerler dahilinde çalışmanın önemini vurgular; LED'i belirtilen akım değerinin ötesinde sürmek, parlaklıkta orantılı artış sağlamayacak, aşırı ısı üreterek ömrünü kısaltacaktır.

4.4 Spektrum Dağılımı

Spektral grafik, 591 nm civarında merkezlenmiş tek, baskın bir tepe noktası göstermektedir ve bu da parlak sarı rengi doğrulamaktadır. Dar bant genişliği, iyi bir renk saflığına işaret eder. Saf bir sarı gösterge için istenen bir durum olan derin kırmızı veya yeşil bölgelerde minimum emisyon vardır.

4.5 Işıma Diyagramı

Kutupsal diyagram, geniş 120° görüş açısını görsel olarak doğrulamaktadır. Yoğunluk dağılımı kabaca Lambert (kosinüs benzeri) olup, bu, cihaza tam karşıdan bakıldığında en parlak olduğu ve görüş konisinin kenarlarına doğru kademeli olarak azaldığı anlamına gelir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) paketinde bulunur. Temel boyutlar yaklaşık 3.2mm x 2.8mm gövde ölçüsünü ve 1.9mm yüksekliği içerir. Paket, yüzey montajı için iki martı kanadı uca sahiptir. Katot tipik olarak paket üzerindeki bir çentik veya yeşil bir işaretle belirlenir. PCB ayak izi tasarımı için veri sayfasında ±0.1mm toleranslı ayrıntılı boyut çizimleri sağlanmıştır.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite, çalışma için kritik öneme sahiptir. Paket, görsel işaretleyiciler içerir. Katot (-) ucu, genellikle paket gövdesinde yeşil bir nokta veya küçük bir çentik ile belirtilir. Tasarımcılar, anot ve katot pedlerinin doğru yönlendirildiğinden emin olmak için paket çizimini önerilen PCB ayak izi ile karşılaştırmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Cihaz, buhar fazlı ve kızılötesi reflow işlemleriyle uyumludur. Önerilen profil, 260°C'lik bir tepe sıcaklığına sahiptir ve bu sıcaklık 10 saniyeden fazla aşılmamalıdır. Bu, kurşunsuz (SnAgCu) lehim pastaları için standart bir profildir. Paket üzerindeki termal stresi en aza indirmek için ön ısıtma ve soğutma hızları kontrol edilmelidir.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her bacağa temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. LED çipini aşırı ısıdan korumak için, bağlantı noktası ile paket gövdesi arasındaki bacak üzerinde bir ısı emici kullanılabilir.

6.3 Depolama Koşulları

LED'ler, nem emilimini önlemek için kurutucu ile birlikte nem geçirmez bariyer torbalarda paketlenmiştir; bu nem, yeniden akış sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) etkisine neden olabilir. Mühürlü torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir süre içinde (fabrika koşullarında tipik olarak 168 saat) kullanılmalı veya üreticiden temin edilmesi gereken nem hassasiyet seviyesi (MSL) spesifikasyonuna göre yeniden ısıl işleme tabi tutulmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 2000 adet içerir. Otomatik seç-ve-yerleştir ekipmanları ile uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı şerit cepleri ve makaranın detaylı boyutları sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması ve Parça Numaralandırması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğru montaj için kritik bilgileri içerir:

• CAT: Işık Şiddeti bin kodu (örneğin, S1, T1).
• HUE: Baskın Dalga Boyu kutu kodu (örn. D4, D5).
• REF: İleri Voltaj kutu kodu (örneğin, 0, 1, 2).
• Parça Numarası (PN), Müşteri Parça Numarası (CPN), Miktar (QTY) ve izleme için Lot Numarası.

Tam parça numarası (örneğin, 67-21/Y2C-BR2T1B/2T), üreticinin sistemine özgü seriyi, rengi, parlaklık kutusunu ve diğer özellikleri kodlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Automotive Electronics: Gösterge paneli aletleri, anahtarlar ve kontrol panelleri için arka aydınlatma. Geniş görüş açısı ve geniş bir sıcaklık aralığında güvenilirliği, onu bu zorlu ortam için uygun kılar.
• Telekomünikasyon Ekipmanları: Telefonlarda, faks makinelerinde ve ağ donanımında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği: Taşınabilir cihazlarda, ev aletlerinde ve ses/video ekipmanlarında güç göstergeleri, düğme aydınlatması ve durum ışıkları.
• Genel Panel Göstergeleri: Parlak, güvenilir ve kompakt bir durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama: İleri akımı ayarlamak için daima bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (V_tedarik - V_F) / I_F. Maksimum V'yi kullanın_F Veri sayfasından, parça-parça varyasyonlar olsa bile akımın sınırı aşmadığından emin olun.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında veya daha yüksek akımlarla sürüş yaparken, ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal pedin altında termal geçiş delikleri (varsa) sağlayın.
• Işık Kılavuzu Eşlemesi: Işık kılavuzu uygulamalarında, LED'i ışık kılavuzunun girişine mümkün olduğunca yakın konumlandırın. Geniş görüş açısı daha fazla ışığı yakalamaya yardımcı olur, ancak verimliliği en üst düzeye çıkarmak ve çıkışta düzgün aydınlatma elde etmek için hassas hizalama hala anahtardır.
• ESD Koruması: LED kullanıcılar tarafından doğrudan erişilebilir durumdaysa (örneğin, bir ön panelde), giriş hatlarına ESD koruması uygulayın. Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerine uyun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

67-21 serisi, SMD gösterge LED'leri pazarında birkaç temel özellik ile kendini farklılaştırır. Daha eski, daha küçük paketlerle (0402 veya 0603 gibi) karşılaştırıldığında, daha büyük çip yapısı ve optimize edilmiş dahili yansıtıcısı sayesinde önemli ölçüde daha yüksek ışık çıkışı ve çok daha geniş bir görüş açısı sunar. Diğer P-LCC-2 paketlerine karşı, parlak sarı rengi (yüksek verimlilik için AlGaInP malzemesine dayalı), tutarlılık için iyi tanımlanmış bin yapısı ve toplu üretim için güvenilir bir seçim haline getiren sağlam reflow lehimleme özelliklerinin spesifik kombinasyonu öne çıkar. Düşük ileri voltaj gereksinimi, güç kaynağından ihtiyaç duyulan voltaj marjını azalttığı ve pil ömrünü potansiyel olarak uzattığı için, pil ile çalışan tasarımlarda da belirgin bir avantajdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Peak Wavelength ile Dominant Wavelength arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_p), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d) insan gözüne aynı renkte görünecek tek dalga boyundaki monokromatik ışığı temsil eden hesaplanmış bir değerdir. Baskın dalga boyu renk algısı için daha alakalıdır ve sınıflandırma için kullanılır.

10.2 Bu LED'i bir direnç olmadan 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

Hayır, bu önerilmez ve LED'i büyük olasılıkla tahrip eder. LED, akım kontrollü bir cihazdır. Akım sınırlayıcı bir mekanizma (bir direnç veya aktif sürücü) olmadan, onu doğrudan 3.3V gibi bir voltaj kaynağına bağlamak, 50mA maksimum değerini çok aşan aşırı akıma neden olur ve bu da anında aşırı ısınmaya ve arızaya yol açar.

10.3 Işık şiddeti neden yüksek sıcaklıkta azalır?

Bu, yarı iletken ışık kaynaklarının temel bir özelliğidir. Sıcaklık arttıkça, yarı iletken malzeme içindeki radyasyonsuz yeniden birleşim süreçleri daha baskın hale gelerek, iç kuantum verimliliğini (elektron başına üretilen foton sayısı) azaltır. Bu, aynı sürüş akımı için daha düşük ışık çıkışı ile sonuçlanır.

10.4 Uygulamam için doğru bin'i nasıl seçerim?

Seçim, gereksinimlerinize bağlıdır:

• Renk tutarlılığı için Bir üründe birden fazla LED arasında, sıkı bir RENK tonu aralığı belirtin (örneğin, yalnızca D4).
• Parlaklık tutarlılığı için, sıkı bir CAT aralığı belirtin (örneğin, en yüksek parlaklık için yalnızca T1).
• Basitleştirilmiş güç kaynağı tasarımı için Sabit voltaj sistemlerinde, sıkı bir REF grubu belirlemek (örneğin, yalnızca Grup 1) daha öngörülebilir akım çekilmesini sağlar.

Belirli grup kombinasyonlarının mevcudiyeti ve maliyet etkileri için bileşen tedarikçisi ile görüşün.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için bir durum göstergesi tasarlama. Gösterge çeşitli aydınlatma koşullarında net bir şekilde görülebilmeli, pil ömrünü en üst düzeye çıkarmak için minimum güç tüketmeli ve ara sıra dezenfektanlarla temizlemeye dayanıklı olmalıdır.

Uygulama: 67-21 parlak sarı LED seçilmiştir. Ana baskılı devre kartı üzerine monte edilen LED'den ışığı, cihazın kapalı ön panelindeki küçük bir pencereye yönlendirmek için bir ışık kılavuzu tasarlanmıştır. Bu, LED'i fiziksel temastan ve sıvılardan korur. Sürücü devresi, bir mikrodenetleyiciden bir GPIO pini, 3.3V hattına bağlı 100Ω'luk bir akım sınırlama direnci kullanır ve bu da yaklaşık (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA'lık bir ileri akım sağlar; bu değer güvenli çalışma alanı içindedir. Bu, güç tüketimini en aza indirirken yeterli parlaklık sağlar. LED'in geniş görüş açısı, ışık kılavuzunun verimli bir şekilde doldurulmasını ve panelde düzgün bir ışıma sağlanmasını garanti eder.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit (AlGaInP) yarı iletken çip temellidir. Diyotun iletim eşiğini aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar n-tipi bölgeden ve delikler p-tipi bölgeden aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda salar. AlGaInP alaşımının özel bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tayin eder. Parlak sarı renk için, bant aralığı yaklaşık 2.1 eV enerjili (dalga boyu ~590 nm) fotonlara karşılık gelir. Üretilen ışık daha sonra çipin üstünden çıkarılır ve P-LCC-2 paketinin iç yansıtıcısı ile şeffaf epoksi lensi tarafından şekillendirilip yönlendirilir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

67-21 serisi gibi SMD göstergeli LED'lerde genel eğilim, daha yüksek verimlilik (miliamper başına daha fazla ışık çıkışı) yönündedir; bu da daha parlak göstergelere veya daha düşük güç tüketimine olanak tanır. Ayrıca, gelişmiş renk tutarlılığı ve wafer'dan wafer'a daha sıkı sınıflandırma için bir çaba vardır. Paketleme teknolojisi gelişmeye devam etmekte olup, gelecekteki potansiyel gelişmeler arasında, alan kısıtlamalı uygulamalar için daha ince profiller ve daha yüksek sürüş akımlarında ısıyı daha iyi yönetmek için daha yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler yer alabilir. Ayrıca, PWM karartma veya renk sıralaması için minik bir entegre devrenin aynı paket içinde bulunması gibi, yerleşik kontrol ile entegrasyon, daha geniş LED pazarında büyüyen bir eğilim olmakla birlikte, standart tek renkli göstergelere kıyasla çok renkli veya adreslenebilir LED'ler için daha alakalı olabilir.