67-21 Serisi Üstten Görünümlü LED Teknik Veri Sayfası - 2.0x1.25x1.1mm Paket - İleri Gerilim 1.75-2.35V - Parlak Kırmızı - 60mW

1. Ürün Genel Bakışı

67-21 serisi, kompakt bir P-LCC-2 paketinde yer alan, yüzey montajlı, üstten görünümlü LED'lerden oluşan bir aileyi temsil eder. Bu cihaz, beyaz paket gövdesi ve renksiz şeffaf penceresi ile karakterize edilir ve bu da onun verimli bir optik gösterge olarak işlev görmesine katkıda bulunur. Temel bir tasarım özelliği, paket geometrisi ve entegre bir iç yansıtıcı sayesinde elde edilen geniş görüş açısıdır. Bu tasarım, ışık bağlantısını optimize ederek LED'i özellikle ışık kılavuzları kullanarak aydınlatmayı yönlendiren uygulamalar için uygun hale getirir. Cihaz düşük akımda çalışır, bu da taşınabilir elektronik gibi güç hassasiyeti olan uygulamalardaki cazibesini artırır. Kurşunsuz (Pb-free) üretim standartlarına uyumludur ve RoHS düzenlemelerine uyar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin birincil avantajları arasında kompakt form faktörü, mükemmel görüş açısı ve otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğu yer alır. 120 derecelik geniş görüş açısı, çeşitli yönlerden görünürlüğü garanti eder. Cihaz, standart buhar fazı reflow, kızılötesi reflow ve dalga lehimleme süreçleriyle uyumludur, yüksek hacimli üretimi kolaylaştırır. Otomatik pick-and-place ekipman gereksinimleriyle uyumlu olarak 8mm şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Düşük ileri akım gereksinimi, güç tasarrufunun kritik olduğu pil ile çalışan cihazlar için idealdir. Hedef pazarlar arasında telekomünikasyon ekipmanları (örn. telefonlar, faks makineleri), tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri ve güvenilir, düşük güçlü durum göstergesinin gerekli olduğu genel amaçlı gösterge uygulamaları yer alır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

LED'in performansı, belirli ortam sıcaklığı koşullarında (Ta=25°C) tanımlanır. Bu parametreleri anlamak, devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerin dışında çalıştırılması tavsiye edilmez.

• Ters Gerilim (V_R):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25 mA.
• Tepe İleri Akım (I_FP):60 mA, darbe koşullarında izin verilir (görev döngüsü 1/10, frekans 1 kHz).
• Güç Dağılımı (P_d):60 mW. Bu, ısı olarak izin verilen maksimum güç kaybıdır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM:2000 V. Bu değer, cihazın statik elektriğe duyarlılığını gösterir; uygun ESD işleme prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow lehimleme için, 10 saniyeyi aşmamak üzere 260°C'lik bir tepe sıcaklık profili belirtilmiştir. El lehimlemesi için, kurşun başına maksimum 3 saniye boyunca 350°C'yi aşmayan bir lehimleme ucu sıcaklığı uygulanmalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, I_F= 20 mA'lık standart bir test akımında ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_v):57 mcd (minimum) ile 140 mcd (maksimum) arasında değişir, tipik değer sınıflandırma sistemi ile ima edilir. Tolerans ±%11'dir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):632 nm (tipik). Bu, spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):617.5 nm ile 633.5 nm arasında, algılanan rengi (parlak kırmızı) tanımlar. Tolerans ±1 nm'dir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):20 mA'da 1.75 V ile 2.35 V arasında, ±0.1 V toleransla. Bu parametre, gerekli akım sınırlayıcı direnç değerini belirlemek için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):5 V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 20 mA'da ölçülen ışık şiddetlerine göre dört sınıfa (P2, Q1, Q2, R1) ayrılır. Örneğin, R1 sınıfı, şiddeti 112 mcd ile 140 mcd arasında olan LED'leri içerir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu), her biri 4 nm kapsayan dört gruba (E4, E5, E6, E7) ayrılır. Örneğin, A grubu, E7 sınıfı, 629.5 nm'den 633.5 nm'ye kadar olan dalga boylarını kapsar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, B grubu içinde üç gruba (0, 1, 2) ayrılır. Sınıf 0, 1.75V ila 1.95V'yi kapsar, Sınıf 1, 1.95V ila 2.15V'yi kapsar ve Sınıf 2, 2.15V ila 2.35V'yi kapsar. Bu, tasarımcıların paralel dizilerde tekdüze akım dağılımı gerektiren uygulamalar için daha sıkı gerilim toleranslarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği

Bu eğri, ışık çıkışının ileri akımla arttığını ancak doğrusal olmadığını gösterir. LED'i optimum verimlilik için nominal akımında veya yakınında sürmenin önemini vurgular. Nominal akımın önemli ölçüde üzerinde sürmek, parlaklıkta azalan getirilere ve aşırı ısınmaya yol açar.

4.2 İleri Gerilim - İleri Akım Grafiği

IV eğrisi, diyodun üstel ilişkisini gösterir. İleri gerilim akımla artar. Eğri, termal yönetim analizi için gereklidir, çünkü dağılan güç (V_F* I_F) ısı üretir.

4.3 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirler. Ortam sıcaklığı yükseldikçe, eklem sıcaklık limitini ve 60 mW güç dağılım derecesini aşmamak için izin verilen maksimum akım azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım, 25°C'deki 25 mA derecesinden önemli ölçüde daha düşüktür.

4.4 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği

LED ışık çıkışı sıcaklığa bağlıdır. Bu eğri tipik olarak, ortam (ve dolayısıyla eklem) sıcaklığı arttıkça ışık şiddetinde bir azalma gösterir. Bu karakteristik, geniş bir sıcaklık aralığında çalışan tasarımlarda dikkate alınmalıdır.

4.5 Spektrum Dağılımı

Spektral grafik, AlGaInP çipinin tek renkli doğasını doğrular, tanımlanmış bir bant genişliği ile kırmızı bölgede (~632 nm) baskın bir tepe gösterir.

4.6 Radyasyon Deseni

Kutupsal diyagram, 120 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösterir. Bu paket tipi için desen tipik olarak Lambertian veya yakın Lambertian'dır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

P-LCC-2 paketi kompakt bir ayak izine sahiptir. Ana boyutlar arasında yaklaşık 2.0 mm uzunluk, 1.25 mm genişlik ve 1.1 mm yükseklik yer alır. Katot, paket üzerinde bir çentik veya yeşil bir işaretle tanımlanır. Detaylı çizimler, doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için PCB tasarımı için pad düzeni önerilerini belirtir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1 mm'dir.

5.2 Etiket Açıklaması

Cihaz etiketi, sınıflandırılmış karakteristikleri için kodlar içerir: CAT Işık Şiddeti Derecesini, HUE Baskın Dalga Boyu Derecesini ve REF İleri Gerilim Derecesini gösterir. Bu, kesin izlenebilirlik ve seçim sağlar.

5.3 Makara ve Şerit Boyutları

LED'ler, standart 180 mm makaralara sarılmış 8mm taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı şerit boyutları (yuva boyutu, aralık), otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumlu olacak şekilde belirtilmiştir. Her makara 2000 adet içerir.

5.4 Neme Dayanıklı Paketleme

Uzun süreli depolama ve nem hassas cihaz sorunlarını önlemek için, makaralar nem giderici ve nem göstergeli kartlarla birlikte alüminyum nem geçirmez torbalarda paketlenir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Cihaz, standart SMD lehimleme süreçleri için derecelendirilmiştir.

• Reflow Lehimleme:10 saniyeyi aşmayan bir süre için 260°C ±5°C'lik bir tepe sıcaklık profili önerilir.
• El Lehimleme:Gerekirse, her bir kurşun için maksimum 3 saniye boyunca 350°C'yi aşmayan bir lehimleme ucu sıcaklığı uygulanmalıdır.
• Depolama:Mühürlü nem geçirmez torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir zaman dilimi içinde kullanılmalı (açıkça belirtilmemiş ancak paketleme ile ima edilmiştir) veya güvenli limitlerin ötesinde ortam nemine maruz kalındıysa standart MSD işleme prosedürlerine göre kurutulmalıdır.

7. Güvenilirlik ve Kalifikasyon

Ürün, %90 güven düzeyi ve %10 LTPD ile titiz güvenilirlik testlerinden geçer. Standart testler şunları içerir:

• Reflow Lehimleme Direnci:Lehimlenebilirlik ve paket bütünlüğü için 260°C'ye dayanır.
• Sıcaklık Döngüsü:-40°C ile +100°C arasında 300 döngü.
• Termal Şok:-10°C ile +100°C arasında hızlı geçişlerle 300 döngü.
• Yüksek Sıcaklık Depolama:100°C'de 1000 saat.
• Düşük Sıcaklık Depolama:-40°C'de 1000 saat.

Bu testler, cihazın elektronik ürünlerde yaygın olarak karşılaşılan zorlu çevre koşullarındaki dayanıklılığını sağlar.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri:Telekom cihazları, ağ donanımı ve tüketici cihazlarında güç, bağlantı veya mod göstergeleri.
• Arka Aydınlatma:LCD paneller, tuş takımı anahtarları ve semboller için kenardan aydınlatmalı veya doğrudan arka aydınlatma, genellikle ışık kılavuzları ile birleştirilir.
• Işık Kılavuzu Sistemleri:Geniş görüş açısı ve optimize edilmiş ışık bağlantısı, onu plastik veya akrilik ışık kılavuzları için ideal bir kaynak yapar.
• Taşınabilir/Pil ile Çalışan Cihazlar:Düşük akım tüketimi nedeniyle, akıllı telefonlar, tabletler, uzaktan kumandalar ve giyilebilir teknoloji için mükemmeldir.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:İleri akımı istenen değere (örn. tipik parlaklık için 20 mA) sınırlamak için her zaman bir seri direnç kullanın. Direnç değerini R = (V_besleme- V_F) / I_F formülünü kullanarak hesaplayın. Aşırı akımdan kaçınmak için en kötü durum V_F(minimum) değerini dikkate alın.
• Termal Yönetim:Akım düşürme eğrisine uyun. Yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları veya sürekli çalışma için, özellikle maksimum derecelere yakın sürülüyorsa, ısıyı dağıtmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.
• ESD Koruması:Kullanıcı tarafından erişilebilen uygulamalarda LED'e bağlı sinyal hatlarında ESD koruması uygulayın.
• Optik Tasarım:Işık kılavuzları kullanırken, bağlantı verimliliğini maksimize etmek için LED'in radyasyon desenini ve hizalamasını dikkate alın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer SMD gösterge LED'leriyle karşılaştırıldığında, 67-21 serisinin birincil farklılaştırıcıları, çok geniş 120 derecelik bir görüş açısı sağlayan spesifik P-LCC-2 paket geometrisi ve parlak kırmızı renk için AlGaInP yarı iletken malzeme kullanımıdır. AlGaInP tipik olarak, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ve kehribar renkler için daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Şeffaf pencere (dağınık pencereye karşı) ve iç yansıtıcı tasarım kombinasyonu, daha yüksek eksenel ışık şiddeti sağlar, bu da ışığın küçük bir açıklığa verimli bir şekilde enjekte edilmesi gereken ışık kılavuzu uygulamaları için faydalıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

A: 20mA'da muhafazakar bir tasarım için maksimum V_F= 2.35V kullanarak: R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω. Standart 130Ω veya 150Ω direnç uygun olacaktır. Akımı her zaman sınıflandırılmış parçalarınızın gerçek V_F değeri ile doğrulayın.

S: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30 mA'da sürebilir miyim?

A: Hayır. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 25 mA'dır. Bu derecenin aşılması, spesifikasyonları ihlal eder, hızlanmış lümen azalması nedeniyle ömrü kısaltır ve termal hasar riski taşır. Tepe akımını (60 mA darbe) yalnızca kısa süreli yanıp sönme için kullanın.

S: Sıcaklık performansı nasıl etkiler?

A: Sıcaklık arttıkça, ışık şiddeti azalır (performans eğrisine bakın) ve ileri gerilim tipik olarak hafifçe düşer. Daha kritik olarak, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum sürekli akım, düşürme eğrisine göre azaltılmalıdır.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (λ_p=632nm), maksimum spektral gücün fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d=617.5-633.5nm), LED'in algılanan rengiyle eşleşecek tek renkli bir ışığın dalga boyudur. Baskın dalga boyu, renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Bir yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.

Panelin, koyu renkli akrilik bir kaplamanın arkasında, kalıplanmış ışık kılavuzları ile beş LED'i (Güç, İnternet, Wi-Fi, LAN1, LAN2) vardır. 67-21 parlak kırmızı LED, \"Güç\" göstergesi için seçilir.

Tasarım Adımları:

1. Elektriksel:Yönlendiricinin dahili mantık beslemesi 3.3V'dur. Tipik V_F= 2.0V ve yeterli parlaklık ve daha düşük güç için 15 mA hedeflenerek: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 86.7Ω. 82Ω veya 100Ω direnç seçilir.

2. Optik:LED'in geniş görüş açısı, pick-and-place'den kaynaklanan küçük yerleştirme hataları olsa bile ışığın ışık kılavuzunun giriş yüzeyi tarafından etkili bir şekilde yakalanmasını sağlar.

3. Termal:15 mA'lik çalışma akımı, 25 mA maksimumun çok altındadır ve yönlendirici muhafazası içindeki ortam sıcaklığının 50°C olduğu tahmin edilmektedir. Düşürme eğrisine danışıldığında, 50°C'de izin verilen akım hala 20 mA'nin üzerindedir, bu nedenle tasarım güvenlidir.

4. Sınıflandırma:Paneldeki beş gösterge arasında tekdüze parlaklık sağlamak için, tedarik sırasında sıkı bir ışık şiddeti sınıfı (örn. Q2 veya R1) ve tutarlı bir baskın dalga boyu sınıfı belirtilmesi önerilir.

12. Çalışma Prensibi

LED, Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit (AlGaInP) malzemesine dayalı bir yarı iletken diyottur. Diyodun eklem potansiyelini (kırmızı AlGaInP için yaklaşık 1.8-2.2V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi malzemelerden aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları radyatif olarak yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. AlGaInP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler, bu durumda parlak kırmızı spektrumdadır. Paket, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıkışını şekillendirmek için iç yansıtıcıyı barındırır ve ışın desenini kontrol etmek için lensi (şeffaf pencere) içerir.

13. Teknoloji Trendleri

P-LCC-2 formatındaki SMD gösterge LED'lerindeki genel trend, her zaman daha yüksek ışık verimliliğine (birim elektrik giriş gücü başına daha fazla ışık çıkışı) doğrudur, bu da enerji verimli tasarımlar için kritik olan aynı algılanan parlaklık için daha düşük çalışma akımlarına olanak tanır. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken sürekli bir küçültme çabası vardır. Üretim süreçleri, daha yüksek verim ve daha sıkı sınıflandırma toleransları için optimize edilmiştir, bu da tasarımcılara üretim partileri boyunca daha tutarlı renk ve parlaklık sağlar. Ayrıca, daha yüksek sıcaklık reflow profilleri altında (örn. kurşunsuz lehimleme için) geliştirilmiş güvenilirlik ve iyileştirilmiş ESD dayanıklılığı, modern bileşenlerde standart beklentilerdir. Kırmızı/turuncu/kehribar LED'ler için temel AlGaInP teknolojisi olgundur ancak verimlilik ve ömürde artımlı iyileştirmeler görmeye devam etmektedir.