67-21 Serisi Üstten Görünümlü LED - P-LCC-2 Paketi - Beyaz - 1.75-2.35V - 120mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

67-21 serisi, 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 ve bu da geniş bir görüş açısı sağlar. Temel tasarım hedefi, dahili bir yansıtıcı aracılığıyla ışık bağlantısını optimize etmektir, bu da bu LED'leri özellikle ışık kılavuzları ile kullanıma uygun hale getirir. Düşük ileri akım gereksinimleri, onları taşınabilir elektronik cihazlar, otomotiv gösterge panelleri ve telekomünikasyon ekipmanları gibi güç hassasiyeti olan uygulamalar için mükemmel bir seçim yapar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin temel avantajları arasında tipik olarak 120 derecelik geniş bir görüş açısı, otomatik yerleştirme ekipmanları ve buhar fazlı reflow lehimleme işlemleri ile uyumluluk ve yüksek hacimli üretim için 8mm şerit ve makara üzerinde temin edilebilirlik bulunur. Ürün kurşunsuzdur ve RoHS düzenlemelerine uygundur. Hedef pazarlar çeşitlidir: otomotiv (gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması), telekomünikasyon (telefon ve faks göstergeleri), LCD'ler ve semboller için genel düz arka aydınlatma ve güvenilir, düşük güçlü aydınlatmanın gerekli olduğu her türlü genel amaçlı gösterge uygulamasını kapsar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in performans sınırlarını ve çalışma koşullarını tanımlayan kritik elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı bir dökümünü sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bunlar önerilen çalışma koşulları değildir. Maksimum ters voltaj (VR) 5V'dur. Sürekli ileri akım (IF) 50mA'yi geçmemelidir, ancak darbe koşullarında (1kHz'de 1/10 görev döngüsü) 100mA'lik bir tepe ileri akımı (IFP) kabul edilebilir. Maksimum güç dağılımı (Pd) 120mW'dir. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) kullanılarak 2000V'luk bir elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +85°C'dir ve depolama sıcaklığı aralığı (Tstg) -40°C ila +90°C'dir. Lehimleme sıcaklıkları hem reflow (260°C, 10 saniye) hem de el lehimlemesi (350°C, 3 saniye) için belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-Optik Karakteristikler, Ta=25°C ve IF=20mA standart test koşulunda ölçülür. Işık şiddeti (Iv) tipik bir aralığa sahiptir, minimum 180 mcd ve maksimum 565 mcd olup, ±%11'lik bir toleransa tabidir. Sağlanan veriler için baskın dalga boyu (λd) kırmızı spektrumdadır, 621nm ila 631nm arasında değişir ve ±1nm toleransa sahiptir. İleri voltaj (VF) 1.75V ila 2.35V arasındadır ve ±0.1V toleransa sahiptir. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir. Ters akım (IR), VR=5V'da maksimum 10µA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Parlaklık, renk ve elektriksel özelliklerde tutarlılığı sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti beş sınıfa ayrılır: S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd), T2 (360-450 mcd) ve U1 (450-565 mcd). Tüm ölçümler IF=20mA'da yapılır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu 'F' kodu altında gruplandırılır ve iki alt sınıfı vardır: FF1 (621-626 nm) ve FF2 (626-631 nm).

3.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj 'B' kodu altında gruplandırılır ve üç alt sınıfı vardır: 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V) ve 2 (2.15-2.35V).

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında içgörü sağlar, bu da sağlam devre tasarımı için çok önemlidir.

4.1 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bir eğri, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum ileri akımın azaldığını gösterir. Bu, termal yönetim ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için kritiktir.

4.2 İleri Akım - İleri Voltaj İlişkisi

Bu IV karakteristik eğrisi, 25°C'de ileri akım ve ileri voltaj arasındaki ilişkiyi gösterir. Bir diyot için tipik olan doğrusal değildir ve akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Bu eğri, ışık çıkışının ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Tasarımcıların parlaklık gereksinimlerini güç tüketimi ve cihaz stresine karşı dengelemesine yardımcı olur.

4.4 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu grafik, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir ve tutarlı parlaklığı korumada ısı dağılımının önemini vurgular.

4.5 Spektrum Dağılımı

Spektral çıkış grafiği, yaklaşık 632nm civarında bir tepe dalga boyu gösterir, kırmızı renk yayılımını doğrular ve tipik bir spektral bant genişliği (Δλ) 20nm'dir.

4.6 Radyasyon Diyagramı

Bir kutupsal çizim, ışık şiddetinin uzamsal dağılımını gösterir ve geniş 120 derecelik görüş açısını doğrular. Şiddet, geniş bir merkezi bölgede nispeten düzgündür.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Teknik çizim, P-LCC-2 paketinin fiziksel boyutlarını belirtir. Kritik ölçümler arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik, bacak aralığı ve lens açıklığının boyutu bulunur. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik veya yeşil bir işaretle tanımlanır. Cihaz arızasını önlemek için montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED, buhar fazlı reflow lehimlemeye uygundur. Önerilen maksimum tepe sıcaklığı 260°C'dir ve cihaz bu sıcaklığın üzerindeki sıcaklıklara 10 saniyeden fazla maruz bırakılmamalıdır. Kurşunsuz lehimler için standart bir reflow profili uygulanabilir.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her bacak için temas süresi 3 saniye veya daha az ile sınırlandırılmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Cihazlar, nem emilimini önlemek için nem geçirmez bariyer torbalarında kurutucu ile paketlenmiştir. Torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir süre içinde (sağlanan PDF'de açıkça belirtilmemiştir ancak standart uygulamadır) kullanılmalı veya lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisi hasarını önlemek için reflow öncesinde MSL (Nem Hassasiyet Seviyesi) kılavuzlarına göre kurutulmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler 8mm taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Makara boyutları ve taşıyıcı şeridin yuva aralığı çizimlerde detaylandırılmıştır. Her makara 2000 adet içerir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç kodu içerir: CAT (Işık Şiddeti Sınıfı), HUE (Baskın Dalga Boyu Sınıfı) ve REF (İleri Voltaj Sınıfı). Bunlar doğrudan sınıflandırma bilgilerine karşılık gelir, izlenebilirlik sağlar ve doğru ürün varyantının kullanılmasını garanti eder.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv:Gösterge kümeleri, gösterge paneli anahtarları ve kontrol panelleri için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon:Telefonlar, faks makineleri ve ağ ekipmanları üzerindeki durum göstergeleri.
• Tüketici Elektroniği:Membran anahtarlar, tuş takımları ve cihazlardaki LCD paneller için arka aydınlatma.
• Genel Gösterge:Çok çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod seçimi ve uyarı göstergeleri.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:İleri akımı istenen değere (örneğin, tipik parlaklık için 20mA) sınırlamak için her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (Vbesleme - Vf) / If formülünü kullanarak hesaplayın.
• Termal Yönetim:Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın sürekli çalışma için, ısı dağılımı için PCB düzenini göz önünde bulundurun. LED'leri diğer ısı kaynaklarının yakınına yerleştirmekten kaçının.
• Işık Kılavuzu Bağlantısı:Geniş görüş açısı ve paket tasarımı, ışık kılavuzları için optimize edilmiştir. Verimli ışık bağlantısı için LED ve ışık kılavuzu giriş noktası arasında uygun hizalama ve minimum boşluk sağlayın.
• ESD Koruması:2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, işleme ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın.

9. Güvenilirlik Testi

Ürün güvenilirliği, %90 güven düzeyi ve %10 LTPD (Parti Tolerans Yüzdesi Kusurlu) ile yürütülen bir dizi testle doğrulanmıştır. Temel testler şunları içerir:

• Reflow Lehimleme:260°C ±5°C'ye maksimum 10 saniye dayanma.
• Sıcaklık Döngüsü:-40°C ve +100°C arasında 300 döngü.
• Termal Şok:-40°C ve +100°C arasında hızlı geçişler.

Bu testler, cihazın tipik üretim ve operasyonel ortamlardaki sağlamlığını garanti eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Sınıflandırma kodlarının (CAT, HUE, REF) amacı nedir?

Sınıflandırma kodları, LED'leri ölçülen ışık şiddetine (CAT), baskın dalga boyu/rengine (HUE) ve ileri voltajına (REF) göre kategorize etmek için kullanılır. Bu, üreticilerin ve tasarımcıların sıkı kontrollü özelliklere sahip bileşenleri seçmelerine olanak tanır, özellikle birden fazla LED'in bir dizide kullanıldığı durumlarda nihai ürünün parlaklık ve renginde tutarlılık sağlar.

10.2 Bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?

Hayır. LED akım kontrollü bir cihazdır. Onu ileri voltajından daha yüksek bir voltaj kaynağına doğrudan bağlamak aşırı akım akışına neden olur ve termal kaçak nedeniyle LED'i anında yok edebilir. Bir seri direnç veya aktif sabit akım devresi zorunludur.

10.3 Ortam sıcaklığı performansı nasıl etkiler?

Ortam sıcaklığı arttıkça, LED'in eklem sıcaklığı yükselir. Bu, ışık verimliliğinde bir azalmaya (aynı akım için daha düşük ışık çıkışı) ve ileri voltajda hafif bir düşüşe yol açar. Düşürme eğrisi, aşırı ısınmayı ve erken arızayı önlemek için daha yüksek sıcaklıklarda izin verilen maksimum akımın nasıl azaltılması gerektiğini belirtir.

10.4 Bu LED açık hava uygulamaları için uygun mudur?

-40°C ila +85°C'lik çalışma sıcaklığı aralığı, onu birçok açık hava ve otomotiv ortamı için uygun hale getirir. Ancak, doğrudan açık havada maruz kalma için, UV radyasyonundan korunma (epoksinin zamanla sararmasını önlemek için), tüm montajın nem sızdırmazlığı ve doğrudan güneş ışığı altında sağlam termal yönetim gibi ek tasarım hususları gereklidir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:10 kırmızı gösterge LED'i gerektiren bir endüstriyel kontrol ünitesi için arka aydınlatmalı membran anahtar paneli tasarımı. Panel, 60°C'ye kadar bir ortamda 5V besleme ile çalışır.

Tasarım Adımları:

1. Akım Seçimi:Parlaklık ve uzun ömür arasında iyi bir denge için 20mA'lik bir ileri akım seçin.
2. Direnç Hesaplama:En kötü durum tasarımı için B2 sınıfından maksimum ileri voltajı (2.35V) kullanarak: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. Standart bir 130Ω veya 150Ω direnç kullanılabilir. Direncin güç derecesi en az (5V-2.35V)*0.02A = 0.053W olmalıdır, bu nedenle standart bir 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.
3. Termal Kontrol:60°C ortam sıcaklığında, düşürme eğrisine başvurun. İzin verilen maksimum akım azalır. 20mA'nin hala 60°C'de güvenli çalışma alanı içinde olduğundan emin olun. Değilse, sürücü akımını azaltın veya soğutmayı iyileştirin.
4. Sınıflandırma Seçimi:Düzgün bir görünüm için, HUE (dalga boyu) ve CAT (şiddet) için sıkı sınıflar belirtin, örneğin, HUE: FF1 ve CAT: T1 veya T2, gerekli parlaklık seviyesine bağlı olarak.
5. Yerleşim:LED'leri eşit şekilde yerleştirin. Bir ışık kılavuzu kullanılıyorsa, hassas hizalama için mekanik çizimleri takip edin. PCB pedlerinin önerilen ayak iziyle eşleştiğinden emin olun.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

LED, bir yarı iletken malzemede elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Açıklanan kırmızı varyant için, çip malzemesi AlGaInP'dir (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit). P-n eklemine bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, fotonlar (ışık) şeklinde enerji salar. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, kırmızı spektrumda (~632nm tepe). P-LCC-2 paketi, yarı iletken die'yi kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıkışını şekillendirmek için dahili yansıtıcıyı barındırır ve bağlantı için elektriksel bacakları oluşturur.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

67-21 serisi gibi gösterge LED'leri pazarı gelişmeye devam etmektedir. Temel trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi ve çip tasarımı iyileştirmeleri, daha yüksek ışık etkinliğine (elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı) yol açar, bu da daha düşük güç tüketimi veya daha parlak göstergelere olanak tanır.
• Küçültme:P-LCC-2 standart bir paket olsa da, özellikle taşınabilir cihazlarda giderek daha yoğun PCB'lerde yer kazanmak için daha küçük ayak izleri (örneğin, çip ölçekli paketler) için sürekli bir çaba vardır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Daha uzun ömür ve daha sert ortamlarda (daha yüksek sıcaklık, nem) çalışma talepleri, paketleme malzemelerinde, die bağlama yöntemlerinde ve fosfor teknolojisinde (beyaz LED'ler için) iyileştirmeleri zorlamaktadır.
• Akıllı Entegrasyon:Artmakta olan bir trend, LED paketinin içine kontrol devrelerinin (sabit akım sürücüleri veya PWM denetleyicileri gibi) entegre edilmesidir, bu da harici devre tasarımını basitleştirir.
• Genişletilmiş Renk Gamı ve Tutarlılık:Sınıflandırma teknolojisi ve fosfor malzemelerindeki ilerlemeler, daha sıkı renk kontrolü ve daha geniş bir doymuş renk yelpazesi sağlar, estetik tasarım ve renk kodlu göstergelerin taleplerini karşılar.