Üstten Görünümlü LED 67-22 Serisi Teknik Veri Sayfası - P-LCC-4 Paketi - 2.0x1.25x1.1mm - Maks. 2.35V - 60mW - Kırmızı/Sarı - İngilizce

1. Ürün Genel Bakışı

67-22 serisi, gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüzeye montaj, üstten görünümlü bir ışık yayan diyot (LED) ailesini temsil eder. Bu cihazlar, otomatik üretim ortamlarında performans, güvenilirlik ve montaj kolaylığı arasında bir denge sunan kompakt bir P-LCC-4 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketi kullanır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu serinin temel tasarım avantajları, 120 derecelik geniş bir görüş açısı, dahili bir reflektör tarafından kolaylaştırılan optimize edilmiş ışık kuplajı ve renksiz şeffaf bir pencereyi içerir. Bu özellikler, verimli ışık iletimi ve düzgün aydınlatmanın kritik olduğu ışık boruları uygulamaları için LED'leri özellikle uygun hale getirir. Düşük ileri akım gereksinimi (tipik çalışma 20mA), bu cihazları taşınabilir tüketici elektroniği, telekomünikasyon ekipmanları ve endüstriyel kontrol panelleri gibi güce duyarlı uygulamalar için ideal kılar. Seri, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri ve RoHS direktifleri ile uyumludur ve bu da modern çevresel ve üretim standartlarıyla uyum sağlar.

1.2 Cihaz Seçimi ve Varyantlar

Seri, birden fazla yayılan renkte sunulur ve bu veri sayfası iki özel çip tipini detaylandırır: R6 ve Y2. AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) malzemesine dayanan R6 çipi, parlak kırmızı bir ışık üretir. Ayrıca AlGaInP teknolojisini kullanan Y2 çipi, parlak sarı bir ışık yayar. Her iki varyant da, çipin doğal rengini değiştirmeyen ve yüksek renk saflığı ile ışık şiddeti sağlayan su berraklığında bir reçine ile kapsüllenmiştir.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, LED'in çalışma sınırlarını ve performansını tanımlayan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı bir analizini sunar.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları belirtir. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Ters Gerilim (V_R): Ters polarmada bu voltajın aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F): Hem R6 hem de Y2 için 25mA. Bu, güvenilir uzun süreli çalışma için maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP): 60mA (görev döngüsü 1/10, 1kHz). Bu değer, çoğullama veya daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kullanışlı olan, daha yüksek akımın kısa darbe sürelerine izin verir.
• Güç Dağılımı (P_d): 60mW. Bu, termal sınırları aşmadan paketin dağıtabileceği maksimum güçtür ve İleri Yön Gerilimi (V_F) ile İleri Yön Akımı (I_F).
• Elektrostatik Deşarj (ESD): 2000V (İnsan Vücudu Modeli). Bu, orta düzeyde bir ESD korumasını gösterir; uygun kullanım prosedürlerine yine de uyulması önerilir.
• Operating & Storage Temperature: Sırasıyla -40°C ila +85°C ve -40°C ila +95°C, geniş bir çevre yelpazesinde işlevselliği garanti eder.

2.2 Elektro-Optik Özellikleri (Ta=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altında, genellikle 20mA ileri akımda ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V): R6 (kırmızı) varyantının tipik değeri 285 mcd (millicandela) iken, Y2 (sarı) varyantı da 285 mcd'ye ulaşır. Minimum değerler 72 mcd'den başlar ve fiili teslim edilen şiddet, bin kodu ile belirlenir (Bkz. Bölüm 3). ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 120 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır ve geniş açılı yayınım profilini doğrulamaktadır.
• Peak & Baskın Dalga Boyu: R6 için: Tepe (λ_p) 632nm'dir, Baskın (λ_d) 621-631nm aralığındadır. Y2 için: Tepe 591nm'dir, Baskın 586-594nm aralığındadır. Baskın dalga boyu, insan gözünün rengin tek dalga boyu algısıdır.
• Spektrum Bant Genişliği (Δλ): R6 için yaklaşık 20nm ve Y2 için 15nm, bu da sarı çipin spektral saflığının biraz daha yüksek olduğunu göstermektedir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): R6 için: 1.75V ila 2.35V. Y2 için: 1.8V ila 2.4V (eğrilerden çıkarılmıştır). Tipik V_F kırmızı AlGaInP LED'ler için diğer bazı renklere kıyasla daha düşüktür. Çalışma noktasını belirlemek için seri bağlı bir akım sınırlama direnci zorunludur.
• Ters Yönlü Akım (I_R): V=5V'de Maksimum 10µA_R, iyi eklem kalitesini göstermektedir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler gruplara ayrılır. Bu sistem, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

Hem R6 hem de Y2 çipleri, Q1, Q2, R1, R2, S1, S2 olarak etiketlenen aynı ışık şiddeti gruplarına ayrılır. Işık şiddeti minimum 72-90 mcd (Q1) ile maksimum 225-285 mcd (S2) arasında değişir. Grup kodu (örneğin, S2) ambalaj üzerinde işaretlenir ve belirli bir parlaklık derecesinin seçilmesine olanak tanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Binning

Bu gruplandırma renk tutarlılığını sağlar.

• R6 (Kırmızı): FF1 (621-626nm) ve FF2 (626-631nm) gruplarına ayrıldı.
• Y2 (Sarı): DD1 (586-588nm), DD2 (588-590nm), DD3 (590-592nm) ve DD4 (592-594nm) gruplarına ayrıldı.

Daha dar bir dalga boyu aralığı (örneğin, DD1'e karşı DD4), bir dizideki birden fazla LED arasında daha tutarlı bir renk görünümü sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını gösteren karakteristik eğriler sağlar.

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

Eğriler, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi göstermektedir. R6 yongası için ileri yön gerilimi, akım 1mA'dan 30mA'ya yükseldikçe ~1.8V'tan ~2.2V'a artar. Y2 yongası biraz daha yüksek bir gerilim aralığı sergiler. Bu eğri, sürücü devresini tasarlamak ve güç dağılımını hesaplamak için esastır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti akımla doğrusal altı ilişki göstererek artar. Her iki tip için de, düşük akımlarda şiddet keskin bir şekilde yükselir ancak artış hızı ~20-30mA üzerinde azalır; bu, daha yüksek sürüş seviyelerinde verimliliğin düştüğünü gösterir. Önerilen 20mA'de veya altında çalıştırmak, parlaklık ve verimlilik arasında iyi bir denge sağlar.

4.3 Göreceli Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği

Ortam sıcaklığı arttıkça ışık çıkışı azalır. Sıcaklık 25°C'den 85°C'ye yükseldiğinde çıkış yaklaşık %20-25 oranında düşebilir. Yüksek ortam sıcaklıklarının beklendiği tasarımlarda bu termal güç azaltımı dikkate alınmalı ve muhtemelen daha düşük bir sürüş akımı veya termal yönetim gerektirebilir.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum akım azalır. Örneğin, 85°C'de maksimum akım, 25°C'deki 25mA değerinden önemli ölçüde daha düşüktür.

4.5 Spektrum Dağılımı

Grafikler, dalga boyuna karşı göreceli ışıma gücünü göstermektedir. R6 spektrumu daha geniş bir bant genişliği ile yaklaşık 632nm civarında merkezlenmiştir. Y2 spektrumu ise yaklaşık 591nm civarında merkezlenmiştir ve daha dardır, bu da tablodaki verileri doğrulamaktadır.

4.6 Radyasyon Diyagramı (Kutupsal Grafik)

Polar grafikler, 120 derecelik görüş açısını görsel olarak doğrulamaktadır. Yoğunluk dağılımı yaklaşık olarak Lambertiyen'dir (kosinüs dağılımı), bu da kubbe kaplamasız, düzlemsel paketli ve dahili yansıtıcıya sahip LED'ler için yaygın bir özelliktir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

P-LCC-4 paketi kompakt bir alan kaplar. Temel boyutlar (mm cinsinden): Uzunluk: 2.0, Genişlik: 1.25, Yükseklik: 1.1. Bacak aralığı 1.0mm'dir. Aksi belirtilmedikçe ±0.1mm tolerans uygulanır. PCB lehim yastığı tasarımı için tüm kritik boyutları içeren detaylı çizimler veri sayfasında sağlanmıştır.

5.2 Polarite Tanımlama

Paket, bir katot tanımlayıcı özelliğine sahiptir. Genellikle bu, bileşen gövdesi üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya pahlı bir köşedir. PCB lehim yastığı ipek baskısı, yanlış yerleştirmeyi önlemek için katot pedini açıkça işaretlemelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED'ler buhar fazlı veya kızılötesi reflow lehimlemeye uygundur. Önerilen profil şunları içerir: 150-200°C'de 60-120 saniye ön ısıtma, sıvılaşma sıcaklığının (217°C) üzerinde 60-150 saniye süre ve maksimum 10 saniye için 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı. Soğutma hızı kontrol edilmelidir.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi aşmamalı ve plastik paket ile yarı iletken çipin termal hasar görmesini önlemek için her bacağa temas süresi 3 saniye veya daha az ile sınırlandırılmalıdır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bileşenler, nem geçirmez bir torbada kurutucu ile paketlenmiştir. Açılmadan önce ≤30°C ve ≤%90 RH koşullarında saklanmalıdır. Torba açıldıktan sonra, "kat ömrü" (bileşenlerin fabrika ortam koşullarına maruz kalabileceği süre) ≤30°C ve ≤%60 RH'de 168 saattir. Kullanılmayan parçalar, kurutucu ile yeniden torbalanmalı veya kuru bir dolapta saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik seç-ve-yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluk için 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Makara boyutları standartlaştırılmıştır. Her makara 2000 adet içerir. Taşıyıcı şerit boyutları (yuva boyutu, aralık), yerleştirme makinelerinde uygun beslemeyi sağlamak için belirtilmiştir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, Işık Şiddeti Sınıfı (CAT), Baskın Dalga Boyu Sınıfı (HUE) ve İleri Yönlü Gerilim Sınıfı (REF) için kodlar içerir. Bu kodlar, doğrudan Bölüm 3.1 ve 3.2'deki sınıflandırma bilgilerine karşılık gelir ve izlenebilirlik ile hassas seçim sağlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Telecommunications Equipment: Telefonlarda, faks makinelerinde ve modemlerde durum göstergeleri, tuş takımı arka ışıkları ve mesaj bekleme ışıkları.
• Tüketici Elektroniği: Taşınabilir cihazlarda, ses/video ekipmanlarında ve ev aletlerinde güç, pil ve işlev göstergeleri.
• Industrial & Automotive: Geniş görüş açısının faydalı olduğu panel göstergeleri, anahtar aydınlatması ve arıza sinyalizasyonu.
• Işık Kılavuzu Uygulamaları: Dahili yansıtıcı ve geniş açı, bu seriyi, durumu veya sembolleri uzaktan göstermek için ışığı akrilik veya polikarbonat ışık kılavuzlarına bağlamak için mükemmel bir seçim haline getirir.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama: Harici bir seri direnç kesinlikle zorunluLED'in üstel I-V karakteristiği, besleme voltajındaki küçük bir artışın, büyük ve yıkıcı bir akım artışına neden olabileceği anlamına gelir. Direnç değeri R = (V_supply - V_F) / I_F.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı ve akım düşürme eğrilerine uyun. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum değerlere yakın çalışırken yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlayın.
• ESD Önlemleri: Taşıma ve montaj sırasında standart ESD kontrollerini kullanın.
• Optik Tasarım: Işık boruları için, LED'in radyasyon desenini ve kuplaj verimliliğini göz önünde bulundurun. Geniş görüş açısı, daha fazla ışığın boruya yakalanması için avantajlıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

67-22 serisi, paket ve performans özelliklerinin spesifik kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Daha küçük çipli LED'lere (örn. 0402) kıyasla daha yüksek ışık çıkışı ve daha iyi görüş açısı sunar. Kubbe lensli LED'lere kıyasla, düz üst P-LCC paketi, ışık borularına kuplaj için uygun daha yönlü bir ışın demeti ve daha düşük bir profil sağlar. Kırmızı ve sarı için AlGaInP teknolojisinin kullanılması, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi renk doygunluğu sağlar. Dahili reflektör, tüm SMD LED'lerde bulunmayan ve özellikle ışık kılavuzu uygulamalarında performansı artıran kilit bir özelliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Neden bir seri direnç gereklidir?

LED'ler voltajla değil, akımla sürülen cihazlardır. İleri voltajlarında bir tolerans ve negatif bir sıcaklık katsayısı (sıcaklık arttıkça azalır) bulunur. Akım sınırlayıcı olmadan sabit bir voltaj kaynağı, termal kaçak ve arızaya yol açar. Direnç, çalışma akımını ayarlamak için basit, doğrusal bir yöntem sağlar.

10.2 LED'i 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

Evet. Örneğin, tipik V_F 'si 20mA'de 2.0V olan kırmızı (R6) bir LED için gerekli seri direnç R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohm olacaktır. Standart 68 Ohm'luk bir direnç uygun olup, yaklaşık 19.1mA'lik bir akım sağlayacaktır.

10.3 Tasarımım için "binning" ne anlama gelir?

Uygulamanız düzgün bir görünüm gerektiriyorsa (örneğin, yan yana birden fazla LED), dar bir dalga boyu bandı (örneğin, yalnızca DD2) ve belirli bir yoğunluk bandı (örneğin, R2 veya daha yüksek) belirtmelisiniz. Daha az kritik uygulamalar için, daha geniş bir bant seçimi kabul edilebilir ve daha uygun maliyetli olabilir.

10.4 Radyasyon diyagramını nasıl yorumlarım?

Diyagram, ışık şiddetini açının bir fonksiyonu olarak gösterir. Eğri üzerindeki 0.5 (%50) noktaları, merkez eksenden ±60° noktalarına karşılık gelir ve 120° görüş açısını tanımlar. Şekil, ışığın nasıl dağıtıldığını söyler; daha pürüzsüz, daha geniş bir eğri geniş alan aydınlatması için daha iyidir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Vaka: Işık Kılavuzları ile Durum Göstergesi Paneli Tasarımı. Bir kontrol panelinin, geniş bir açıdan görülebilen dört durum göstergesine (Güç, Aktif, Uyarı, Arıza) ihtiyacı vardır. Panelin arkasındaki alan sınırlıdır. Tasarımcı, geniş görüş açısı ve dahili yansıtıcısı nedeniyle 67-22 serisini seçer. Uyarı ve Arıza için yüksek parlaklık sağlayan kırmızı LED'ler (R6, S2 bin) seçilir. Aktif için sarı LED'ler (Y2, R1 bin) seçilir. Güç için seri ailesinden yeşil bir varyant seçilir. LED'ler, panelin hemen arkasındaki bir PCB'ye monte edilir. Işığı ön panel kesiklerine yönlendirmek için her LED'in üzerine akrilik ışık kılavuzları yerleştirilir. LED'in dahili yansıtıcısı, ışığı kılavuzun girişine verimli bir şekilde bağlar. Her bir gösterge, LED başına bir 100Ω seri direnç (5V besleme için) üzerinden bir mikrodenetleyici GPIO pini tarafından sürülür. Geniş görüş açısı, operatör panelin tam karşısında olmasa bile göstergelerin görülebilmesini sağlar.

12. Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda açığa çıkarır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. 67-22 serisi, kırmızı ve sarı çipleri için, kırmızıdan sarıya spektral aralıkta yüksek verimliliği ile bilinen bir malzeme sistemi olan AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) kullanır. P-LCC paketi, kırılgan yarı iletken die'yi korur, dört bağlantı ayağı üzerinden elektriksel bağlantı sağlar ve lens ve çevresel sızdırmazlık görevi gören şeffaf bir epoksi reçine içerir. Genellikle yansıtıcı bir kaplamaya sahip kalıplanmış plastik bir özellik olan dahili reflektör, yandan yayılan ışığın üst görüş yönüne yeniden yönlendirilmesine yardımcı olarak etkin ışık şiddetini artırır ve radyasyon desenini şekillendirir.

13. Gelişim Eğilimleri

Gösterge tipi SMD LED'lerdeki genel eğilim, birkaç temel alana doğru ilerlemeye devam etmektedir: Artan Verimlilik: Devam eden malzeme ve epitaksiyel büyüme iyileştirmeleri, daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıktısı) sağlayarak, aynı akımda daha düşük güç tüketimi veya daha yüksek parlaklığa olanak tanır. Küçültme: P-LCC-4 standart bir paket olsa da, alan kısıtlı taşınabilir cihazlar için (örneğin, 0402, 0201) daha küçük ayak izlerine olan talep vardır; ancak bu genellikle maksimum ışık çıktısından ödün verilmesi pahasına gerçekleşir. Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık: Ambalaj malzemelerindeki (epoksi, leadframe kaplama) iyileştirmeler, termal döngü, nem ve kükürt içeren ortamlara karşı direnci artırmayı amaçlamaktadır. Entegrasyon: Bazı eğilimler, devre tasarımını basitleştirmek ve kart alanından tasarruf etmek için LED paketi içinde akım sınırlayıcı dirençler veya koruma diyotları entegre etmeyi içerir. Renk Tutarlılığı ve Sınıflandırma: Üretim süreçleri, daha dar dalga boyu ve yoğunluk dağılımları üretmek için sürekli iyileştirilmektedir; bu da kapsamlı sınıflandırma ihtiyacını azaltır ve çoklu LED uygulamalarında görsel düzgünlüğü artırır. 67-22 serisinin temel avantajları—dengeli paket boyutu, iyi çıkış ve dahili reflektör gibi özel özellikleri—aşırı küçültme veya ultra yüksek güçten ziyade bu spesifik niteliklerin değerli olduğu uygulamalardaki geçerliliğini garanti eder.