SMD LED LTST-C230KRKT Veri Sayfası - Ters Montaj Çip - Kırmızı Renk - 20mA İleri Akım - 2.4V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklığa sahip, ters montaj çip tipi bir SMD LED'in teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, özellikle kırmızı spektrumda yüksek ışık verimliliği ve mükemmel renk saflığı üretmesiyle bilinen gelişmiş bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzeme kullanır. Ana tasarım özelliği, LED'in ışık yayma yönüne göre PCB'nin karşı tarafına monte edildiği uygulamalar için uygun olan ters montaj konfigürasyonudur. Bu paket, EIA standartlarına uygun olup, otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumluluk için tasarlanmıştır ve kurşunsuz kızılötesi reflow lehimleme işlemlerinde kullanıma uygundur. Yüksek hacimli üretim verimliliği için endüstri standardı 8mm şerit üzerinde ve 7 inçlik makaralara sarılı olarak tedarik edilir.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum sürekli güç dağılımı 75 mW'dır. DC ileri akım normal çalışma koşullarında 30 mA'yi aşmamalıdır. Darbe çalışması için, 0.1ms darbe genişliği ve katı bir 1/10 görev döngüsü altında 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Cihaz 5 V'a kadar ters gerilime dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı -30°C ile +85°C arasındadır, depolama sıcaklığı aralığı ise -40°C ile +85°C arasında biraz daha geniştir. Cihaz, yaygın kurşunsuz montaj profilleriyle uyumlu olarak, 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığında kızılötesi reflow lehimlemeye dayanacak şekilde derecelendirilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri, standart test koşulu olan 20 mA ileri akım (IF) ile Ta=25°C'de ölçülür. Işık şiddeti (Iv) tipik değeri 54.0 milikandela (mcd) ve belirtilen minimum değeri 18.0 mcd'dir. Bu şiddet, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür. Cihaz, ışık şiddetinin eksenel (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan 130 derecelik çok geniş bir görüş açısına (2θ1/2) sahiptir. Tepe emisyon dalga boyu (λP) tipik olarak 639 nanometredir (nm), renki algısal olarak tanımlayan baskın dalga boyu (λd) ise tipik olarak 631 nm'dir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir, bu da AlInGaP teknolojisinin nispeten dar spektral bant genişliği karakteristiğini gösterir. İleri gerilim (VF) 20 mA'de tipik olarak 2.4 V ölçülür ve maksimum 2.4 V'dur. Ters akım (IR), 5 V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA ile sınırlıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler ışık şiddetine göre sınıflara ayrılır. Sınıflandırma, 20 mA'de ölçülen ışık şiddetine dayanır. Sağlanan sınıf kodu listesi birkaç kategori içerir: Sınıf M (18.0-28.0 mcd), Sınıf N (28.0-45.0 mcd), Sınıf P (45.0-71.0 mcd), Sınıf Q (71.0-112.0 mcd) ve Sınıf R (112.0-180.0 mcd). Her sınıf içindeki şiddete +/-%15 tolerans uygulanır. Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık derecesini seçmelerine ve birden fazla LED kullanan ürünlerde görsel tekdüzeliği sağlamalarına olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı deseni için Şekil 5), veri noktaları metinde sağlanmamıştır. Tipik olarak, bu tür eğriler ileri akım ve ışık şiddeti arasındaki ilişkiyi (doyma noktasına kadar neredeyse doğrusal bir artış gösterir), ortam sıcaklığının ışık şiddeti üzerindeki etkisini (sıcaklık arttıkça azalma gösterir) ve yaklaşık 639 nm civarında tepe yapan detaylı spektral güç dağılımını gösterir. Bu eğriler, cihazın standart dışı çalışma koşulları altındaki davranışını anlamak ve hassas optik sistem tasarımı için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

Cihaz standart bir EIA paket şekline uygundur. Detaylı paket boyutları, uzunluk, genişlik, yükseklik ve elektrot ped boyutları dahil olmak üzere veri sayfası çizimlerinde sağlanmıştır, tümü milimetre cinsinden belirtilmiştir ve tipik tolerans ±0.10 mm'dir. "Ters montaj" tanımı PCB düzeni için kritiktir; bileşen, ışığın kartın içinden yayılması için doğru şekilde yönlendirilmelidir. Veri sayfası, güvenilir bir lehim bağlantısı ve reflow işlemi sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen lehim ped boyutlarını içerir. Polarite, paket işareti veya ped tasarımı ile gösterilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir kızılötesi reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler arasında 150°C ile 200°C arasında bir ön ısıtma bölgesi sıcaklığı, maksimum 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi aşmayan bir tepe gövde sıcaklığı ve 260°C üzerindeki sürenin maksimum 10 saniye ile sınırlı olması yer alır. Profilin JEDEC standartlarına uyması ve üretimde kullanılan spesifik PCB tasarımı, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmesi önerilir.

6.2 Taşıma ve Depolama

LED, Elektrostatik Deşarj'a (ESD) karşı hassastır. Taşıma sırasında topraklanmış bileklikler ve antistatik çalışma istasyonları gibi uygun ESD önlemleri zorunludur. Depolama için, orijinal nem geçirmez torba (desikatlı) açılmamışsa, cihaz ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Ortam koşullarına 672 saatten (28 gün, MSL 2a) fazla maruz kalan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilen alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyicilerin kullanımı LED paket malzemesine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Ürün, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumlu bir şerit-makara formatında tedarik edilir. Şerit genişliği 8mm'dir. Makaralar 7 inç çapındadır ve tipik olarak tam makarada 3000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partilerde minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarını takip eder. Şerit, boş ceplerin üzerine bir kapak bandı ile kapatılır ve şeritte izin verilen maksimum ardışık eksik bileşen sayısı ikidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ters montaj LED, ince bir profil gerektiren arka aydınlatma uygulamaları için idealdir; membran anahtarlar, ön panel göstergeleri ve LED'in PCB'nin arkasına monte edildiği LCD arka aydınlatmalar gibi. Geniş görüş açısı, geniş bir açı aralığından görülebilmesi gereken alan aydınlatması veya durum göstergeleri için uygun hale getirir. Yüksek parlaklık ve stabil kırmızı rengi aynı zamanda otomotiv iç aydınlatması, tüketici elektroniği durum ışıkları ve endüstriyel ekipman göstergelerinde de uygulanabilir kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Sürme Yöntemi:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Tutarlı parlaklık ve renk sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit bir akım kaynağı veya bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden sürülmelidirler. Veri sayfası parametreleri 20mA'ye dayanır; farklı akımlarda sürmek şiddeti, gerilimi ve ömrü etkileyecektir.
Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, eklem sıcaklığını limitler içinde tutmak uzun vadeli güvenilirlik için çok önemlidir. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.
Optik Tasarım:Geniş 130 derecelik görüş açısı dağınık bir ışık deseni sağlar. Daha odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir. Ters montaj tasarımı, ışık yayılımı için PCB'de veya ön panelde uygun boyutta bir açıklık gerektirir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Geleneksel delikli LED'lere veya standart üstten yayıcı SMD LED'lere kıyasla, bu cihazın ana farklılaştırıcısı benzersiz mekanik entegrasyon sağlayan ters montaj yeteneğidir. AlInGaP teknolojisinin kullanımı, daha eski GaAsP veya GaP LED'lere göre avantajlar sunar; bunlar arasında önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), renk ve çıkışın daha iyi sıcaklık stabilitesi ve üstün uzun vadeli güvenilirlik yer alır. Yüksek parlaklık, geniş görüş açısı ve otomatik, yüksek sıcaklıklı reflow işlemleriyle uyumluluğun birleşimi, onu seri üretim elektronik montajlar için modern, uygun maliyetli bir çözüm haline getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: "Ters montaj" ne anlama gelir?
C: LED'in, ışık yayan yüzeyi aşağıya, karta bakacak şekilde PCB'ye lehimlenmesi için tasarlandığı anlamına gelir. Işık, PCB'deki bir açıklıktan çıkar veya yansıtılır, bu da çok düşük profilli bir kurulum sağlar.

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık çıkışından sürebilir miyim?
C: Seri bir direnç olmadan doğrudan sürülemez. Tipik ileri gerilim 20mA'de 2.4V'dur. Besleme gerilimine (Vsupply), LED ileri gerilimine (Vf) ve istenen akıma (If) dayalı olarak bir akım sınırlayıcı direnç hesaplanmalıdır: R = (Vsupply - Vf) / If. Örneğin, 5V besleme ile: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm (en yakın standart değer kullanılır).

S: Sınıf kodunu nasıl yorumlamalıyım?
C: Makara etiketindeki sınıf kodu (örn., N, P, Q), o makaradaki LED'ler için garanti edilen minimum ve maksimum ışık şiddeti aralığını gösterir. Daha yüksek bir sınıf kodu (Q veya R gibi) seçmek daha parlak LED'ler sağlar ancak daha yüksek maliyetle gelebilir.

S: Lehimlemeden önce her zaman fırınlama gerekli midir?
C: Bileşenler ortam koşullarına (kuru torbalarının dışında) belirtilen raf ömründen (MSL 2a için 672 saat / 28 gün) daha uzun süre maruz kaldıysa fırınlama gereklidir. Bu, yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında nem kaynaklı paket çatlamasını önler.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Düşük Profilli Durum Göstergesi Paneli Tasarımı
Bir tasarımcı, birden fazla durum göstergesine sahip bir kontrol paneli oluşturmaktadır. Ön panelin arkasındaki alan son derece sınırlıdır. Ters montaj LED kullanarak, LED'leri ana kontrol PCB'sinin arka tarafına yerleştirebilirler. PCB'nin her gösterge konumunda hassas bir şekilde delinmiş delikler vardır. Montajlandığında, LED ışığı bu deliklerden yukarı doğru yayılır ve ön paneldeki yarı saydam ikonları aydınlatır. Bu, ayrı LED tutuculara veya ışık kılavuzlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak parça sayısını, montaj süresini ve ürünün genel kalınlığını azaltır. Tasarımcı, tüm LED'leri güçlendirmek için sabit akım sürücü IC'si kullanır, böylece hafif ileri gerilim varyasyonlarından bağımsız olarak tekdüze parlaklık sağlanır. Panel ikonu üzerinden dağıtılsa bile yeterli parlaklığı garanti etmek için Sınıf P veya Q LED'leri belirtirler.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LED, bir substrat üzerinde büyütülmüş AlInGaP yarı iletken malzemesine dayanır. P-N eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji salar. Kristal kafesteki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfür atomlarının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda, yaklaşık 631-639 nm civarında kırmızı. Çip daha sonra, yarı iletken die'yi korumak, mekanik stabilite sağlamak ve genellikle ışık çıkış desenini şekillendirmek için bir lens içeren plastik bir pakete kapsüllenir, bu da geniş 130 derecelik görüş açısıyla sonuçlanır.

13. Teknoloji Gelişim Trendleri

LED teknolojisindeki genel trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), artan güç yoğunluğu, geliştirilmiş renksel geriverim ve daha büyük güvenilirlik yönündedir. Bu tür gösterge tipi LED'ler için, ışık çıkışını korurken veya artırırken küçültme devam etmektedir. Ayrıca, mevcut renk yelpazesini genişletmeye ve renk tutarlılığını (daha sıkı sınıflandırma) iyileştirmeye güçlü bir odaklanma vardır. Paketleme teknolojisi ilerlemeleri, daha yüksek sürme akımlarını desteklemek için daha iyi termal performans ve zorlu çevresel koşullar ve çift taraflı reflow lehimleme gibi zorlu montaj işlemleriyle gelişmiş uyumluluk hedeflemektedir.