45-21 Serisi Üstten Görünümlü LED Teknik Veri Sayfası - P-LCC-2 Paket - 1.75-2.35V İleri Gerilim - 50mA Maksimum Akım - Parlak Kırmızı Renk

1. Ürün Genel Bakışı

45-21 serisi, kompakt bir P-LCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketinde bulunan bir Üstten Görünümlü LED ailesini temsil eder. Bu cihaz, öncelikle optik bir gösterge olarak tasarlanmış olup, ışık yansımasını ve dağılımını artıran renksiz şeffaf bir pencereye ve beyaz bir paket gövdesine sahiptir. Temel tasarım avantajı, paket içindeki optimize edilmiş bir iç yansıtıcı tasarımı sayesinde elde edilen geniş görüş açısında yatmaktadır. Bu özellik, LED kaynağından ışık kılavuzuna verimli ışık bağlantısının kritik olduğu ışık kılavuzu kullanan uygulamalar için onu son derece uygun hale getirir. Seri, bu belgede detaylandırılan ve AlGaInP yarı iletken teknolojisini kullanan Parlak Kırmızı varyantı da dahil olmak üzere çoklu renklerde mevcuttur.

Temel bir operasyonel faydası, düşük akım gereksinimidir. Standart çalışma için tipik ileri akımı 20mA olan bu LED, taşınabilir ve pil ile çalışan ekipmanlar gibi güç hassasiyeti olan uygulamalar için idealdir. Cihaz, modern yüksek hacimli üretim süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır; buhar fazlı reflow, kızılötesi reflow ve dalga lehimlemeye uygundur. Ayrıca otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumludur ve verimli montaj için 8mm şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Ürün, kurşunsuz malzemelerle üretilmiştir ve ilgili çevre düzenlemelerine uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin birincil avantajları, paket geometrisi ve malzeme seçiminden kaynaklanmaktadır. Geniş görüş açısı (tipik 120 derece), geniş bir pozisyon yelpazesinden görünürlüğü garanti eder; bu, tüketici elektroniği, endüstriyel paneller ve iletişim cihazlarındaki durum göstergeleri için esastır. Optimize edilmiş ışık bağlantı verimliliği, ışık kılavuzları ile kullanıldığında daha parlak algılanan çıktıya doğrudan dönüşerek daha yüksek sürücü akımlarına olan ihtiyacı azaltır ve güç tasarrufu sağlar.

Hedef pazar geniştir; telekomünikasyon (telefonlarda ve faks makinelerinde gösterge ve arka aydınlatma), tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller ve otomotiv iç mekanlarını kapsar. Güvenilirliği ve otomatik süreçlerle uyumluluğu, onu yüksek hacimli üretim için uygun maliyetli bir seçim haline getirir. Düşük güç tüketimi, özellikle pil ömrünü uzatmanın en önemli tasarım hususu olduğu taşınabilir elektronik segmentini hedefler.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in performans aralığını tanımlayan ve doğru devre tasarımını yönlendiren temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı, objektif bir yorumunu sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması, jonksiyon bozulmasına neden olabilir.
• İleri Akım (I_F):50mA DC. Sürekli akım bu limiti aşmamalıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):100mA, yalnızca darbe koşullarında (1kHz'de görev döngüsü 1/10) izin verilir. Bu, daha yüksek parlaklık için kısa süreler sağlar.
• Güç Dağılımı (P_d):120mW. Bu, paketin termal derecesini aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000V (İnsan Vücut Modeli). Montaj sırasında uygun ESD işlem prosedürleri zorunludur.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma) ve -40°C ila +90°C (depolama) aralığındadır.
• Lehimleme Sıcaklığı:10 saniye boyunca 260°C'ye (reflow) veya 3 saniye boyunca 350°C'ye (el lehimleme) dayanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, jonksiyon sıcaklığı (T_j) 25°C ve standart test akımı 20mA altında ölçülür. Tipik performansı temsil ederler.

• Işık Şiddeti (I_v):450 mcd (min) ila 900 mcd (max) aralığındadır, tipik tolerans ±11%'dir. Bu, algılanan parlaklığın birincil ölçüsüdür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):632 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):617.5 nm ila 633.5 nm aralığındadır, tolerans ±1nm'dir. Bu dalga boyu, algılanan renge (Parlak Kırmızı) karşılık gelir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, yayılan kırmızı ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 1.75V ila 2.35V aralığındadır, tipik tolerans ±0.1V'dir. Bu, akım sınırlayıcı direnç tasarımı için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):5V ters öngerilimde maksimum 10 µA, iyi jonksiyon kalitesini gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Tasarımcılar, bir uygulama genelinde renk ve parlaklık tekdüzeliğini garanti etmek için sınıflar belirtebilir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Şiddet, I_F=20mA'de ölçülen minimum ve maksimum değerlere dayalı olarak üç birincil sınıfa (U1, U2, V1) ayrılır. Örneğin, U1 sınıfı 450-565 mcd'yi, U2 565-715 mcd'yi ve V1 715-900 mcd'yi kapsar. Daha yüksek bir sınıf seçmek (ör. V1) daha parlak bir minimum çıktıyı garanti eder.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Parlak Kırmızı renk, 'Grup A' altında gruplandırılır ve dört dalga boyu sınıfına ayrılır: E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5 nm), E6 (625.5-629.5 nm) ve E7 (629.5-633.5 nm). Daha dar bir sınıf seçimi (ör. yalnızca E5 belirtmek), bir montajdaki tüm LED'ler arasında daha tutarlı bir kırmızı tonu sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, 'Grup B' altında üç sınıfla gruplandırılır: 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V) ve 2 (2.15-2.35V). Göstergeler için renk ve parlaklıktan genellikle daha az kritik olsa da, büyük dizilerde güç kaynağı tasarımında veya LED'leri bireysel dirençler olmadan paralel sürerken bir gerilim sınıfı belirtmek önemli olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan karakteristik eğriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında değerli bilgiler sunar.

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

Eğri, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. 25°C'de, açma eşiği geçildikten sonra gerilim akımla birlikte keskin bir şekilde yükselir. Bu doğrusal olmama durumu, küçük bir gerilim değişikliğinin akımda büyük, potansiyel olarak zarar verici bir değişikliğe neden olabileceğinden, bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücüsü kullanma gerekliliğini vurgular.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıktısının bir aralıkta akımla yaklaşık olarak doğrusal olarak arttığını, ancak termal ve verimlilik etkileri nedeniyle daha yüksek akımlarda sonunda doyuma ulaşacağını gösterir. Önerilen 20mA'de çalışmak, parlaklık ve verimlilik arasında iyi bir denge sağlar.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Işık şiddeti, ortam sıcaklığı arttıkça azalır. Bu düşürme eğrisi, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için çok önemlidir. Tasarımcılar, tüm çalışma koşullarında yeterli parlaklığın korunduğundan emin olmak için bu azalmayı hesaba katmalıdır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektrum grafiği, AlGaInP LED'in tek renkli doğasını, 632 nm civarında merkezlenmiş tek, dar bir tepe ile doğrular ve diğer dalga boyu bantlarında önemli bir emisyon olmadan doymuş bir Parlak Kırmızı renk üretir.

4.5 Radyasyon Deseni (Polar Diyagram)

Diyagram, geniş, Lambert benzeri yayılım desenini görsel olarak doğrular. Şiddet, geniş bir merkezi bölgede neredeyse düzgündür ve kenarlara doğru kademeli olarak düşer; bu da geniş açılı görüntüleme için idealdir.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Şekli ve Boyutları

P-LCC-2 paketi kompakt bir ayak izine sahiptir. Kritik boyutlar, toplam uzunluk, genişlik ve yüksekliğin yanı sıra bacak aralığı ve boyutunu içerir. Bir polarite göstergesi (tipik olarak paket üzerinde bir çentik veya nokta veya pahlı köşe) katodu tanımlar. Veri sayfası, güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında doğru hizalama için önerilen bir lehim pedi deseni sağlar.

5.2 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, 8mm taşıyıcı şerit üzerinde, standart makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Şerit boyutları (cep boyutu, adım) ve makara boyutları (göbek çapı, flanş çapı), otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumlu olacak şekilde belirtilmiştir. Her makara 2000 adet içerir.

5.3 Nem Hassasiyeti ve Paketleme

LED'ler, nem emilimini önlemek için bir nem alıcı ile nem geçirmez bir alüminyum torbada paketlenmiştir; bu, yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında \"patlamış mısır\" (paket çatlaması) etkisine neden olabilir. Torba üzerindeki etiket, nem hassasiyet seviyesi (paketleme ile ima edilen), miktar ve parça numarası gibi kritik bilgileri içerir.

6. Lehimleme & Montaj Yönergeleri

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Cihaz, maksimum 10 saniye boyunca 260°C'lik bir tepe reflow sıcaklığı için derecelendirilmiştir. Bu, standart kurşunsuz reflow profilleri ile uyumludur. PCB'nin termal kütlesi ve spesifik profil (ısınma, bekleme, tepe, soğutma), bu limit içinde kalmak ve termal şoktan kaçınmak için kontrol edilmelidir.

6.2 Depolama ve Taşıma Önlemleri

• Açmadan Önce:Neme dayanıklı torba ≤30°C ve ≤%70 RH'de depolanmalıdır. Bileşenler, torba mühürleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanılmalıdır.
• Açtıktan Sonra:Hemen kullanılmazsa, ortam nemine maruz kalan bileşenlerin lehimlemeden önce standart IPC/JEDEC yönergelerine göre emilen nemi gidermek için fırınlanması gerekebilir.
• ESD Koruması:Taşıma sırasında standart ESD önlemleri (topraklanmış çalışma istasyonları, bileklik) alınmalıdır.

7. Uygulama Tasarım Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürücü devresi, bir voltaj kaynağına (V_CC) bağlı seri bir akım sınırlayıcı dirençtir. Direnç değeri R = (V_CC- V_F) / I_F olarak hesaplanır. Bu hesaplamada veri sayfasındaki maksimum V_F (2.35V) kullanmak, parça-parça varyasyonu olsa bile akımın asla istenen I_F'yi aşmamasını sağlar. Örneğin, 5V besleme ve 20mA hedef I_F ile: R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω. Standart bir 130Ω veya 150Ω direnç uygun olacaktır.

7.2 Işık Kılavuzu Uygulamaları için Tasarım Hususları

Bir ışık kılavuzuna bağlanırken, LED'i kılavuzun giriş yüzeyinin altında merkezi olarak hizalayın. Bu LED'in geniş görüş açısı, kılavuzun giriş açıklığını doldurmaya yardımcı olur. LED kubbe ile ışık kılavuzu arasındaki mesafe, ışık kaybını azaltmak için en aza indirilmelidir. Beyaz paket, aksi takdirde aşağı kaybolacak ışığı yayılım yönüne geri yansıtarak genel bağlantı verimliliğini artırır. Mekanik çizimler, LED'in yüksekliğini ve önerilen yasak bölgeleri hesaba katmalıdır.

7.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında maksimum akımda (50mA) sürekli çalışma, cihazın limitlerine yaklaşabilir. Bu tür kullanım durumları için, LED'in termal pedlerinin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, ısıyı dağıtmaya ve daha düşük jonksiyon sıcaklığını korumaya yardımcı olarak ışık çıktısını ve uzun vadeli güvenilirliği koruyabilir.

8. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi

Veri sayfası, %90 güven seviyesi ve %10 Lot Tolerans Yüzde Kusurlu (LTPD) ile gerçekleştirilen kapsamlı bir güvenilirlik test setini özetler. Bu testler, saha güvenilirliğini sağlamak için zorlu çalışma ve depolama koşullarını simüle eder.

• Reflow Lehimleme Direnci:Paketin lehimleme işlemine dayanıklılığını doğrular.
• Sıcaklık Döngüsü & Termal Şok:Tekrarlanan sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan mekanik strese karşı dayanıklılığı test eder.
• Yüksek/Düşük Sıcaklık Depolama:Aşırı çalışmayan koşullar altında uzun vadeli stabiliteyi değerlendirir.
• DC Çalışma Ömrü:Derecelendirilmiş akımda (20mA) ve sıcaklıkta (25°C) 1000 saatlik ömür testi.
• Yüksek Sıcaklık/Nem Çalışma Ömrü (85°C/%85 RH):Öngerilim altında neme ve korozyona dayanıklılık için hızlandırılmış test.

Bu testleri geçmek, zorlu ticari ve endüstriyel uygulamalar için uygun sağlam bir ürün olduğunu gösterir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Neden bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle gereklidir?

LED'in I-V karakteristiği üsteldir. LED'in ileri gerilim düşüşünün üzerindeki besleme gerilimindeki küçük bir artış, akımda çok büyük, potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olur. Direnç, akımı stabilize eden doğrusal, öngörülebilir bir gerilim düşüşü sağlayarak LED'i normal gerilim toleransları veya geçici durumlardan kaynaklanan aşırı akım koşullarından korur.

9.2 Bu LED'i doğrudan bir mikrodenetleyici GPIO pininden sürebilir miyim?

Evet, ancak önemli uyarılarla. GPIO pini çıkış olarak yapılandırılmalıdır. Yine de seri bir direnç eklemelisiniz. Ayrıca, mikrodenetleyicinin pininin gerekli 20mA'yi sürekli olarak sağlayabildiğinden (veya devre yapılandırmanıza bağlı olarak çekebildiğinden) emin olmalısınız; bu, bazı genel amaçlı G/Ç pinleri için limit veya ötesindedir. Mikrodenetleyici veri sayfasına danışın. Daha yüksek akımlar için veya birden fazla LED sürerken, bir transistörü anahtar olarak kullanmak genellikle daha güvenli ve esnek bir seçenektir.

9.3 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_p):Spektral güç çıktısının fiziksel olarak en yüksek olduğu tek dalga boyu.Baskın Dalga Boyu (λ_d):İnsan gözü tarafından LED'in çıktısıyla aynı renkte algılanacak tek renkli ışığın dalga boyu. Bu kırmızı LED gibi tek renkli bir LED için bunlar çok yakındır. Baskın dalga boyu genellikle renk belirtimi ve sınıflandırma için daha alakalı parametredir.

9.4 Makara etiketindeki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

Etiket CAT, HUE ve REF gibi kodlar kullanır. 'CAT', Işık Şiddeti Sınıfına (ör. U1, V1) karşılık gelir. 'HUE', Baskın Dalga Boyu Sınıfına (ör. E5, E6) karşılık gelir. 'REF', İleri Gerilim Sınıfına (ör. 0, 1, 2) karşılık gelir. Bu kodları bilmek, sipariş ettiğiniz spesifik performans sınıfını aldığınızı doğrulamanızı sağlar.