LTST-C21KGKT Ters Montaj SMD LED Teknik Veri Sayfası - Yeşil AlInGaP - 20mA - 2.4V

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, yüksek parlaklıklı, ters montaj yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) için tam teknik özellikleri sağlar. Cihaz, yeşil ışık üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken çip teknolojisini kullanır. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur; bu da onu modern elektronik üretimi için çevre dostu bir bileşen haline getirir.

Bu LED'in temel uygulama alanı, baskılı devre kartının (PCB) üst yüzeyinde alanın kısıtlı olduğu arka aydınlatma, durum göstergeleri ve panel aydınlatmasıdır. Ters montaj tasarımı, ışığın yayıldığı taraftan zıt taraftaki karta lehimlenmesine olanak tanıyarak yenilikçi ve yerden tasarruf sağlayan ürün tasarımlarına imkan verir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Kalıcı hasarı önlemek için cihaz bu limitlerin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Temel değerler, ortam sıcaklığında (T_F) 25°C iken maksimum sürekli ileri akım (I_a) 30 mA'dır. Güç dağılımı 75 mW olarak derecelendirilmiştir. Darbe çalışması için, 1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği altında 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Maksimum ters voltaj (V_R) 5 V'dur. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -55°C ile +85°C arasında belirtilmiştir.

Lehimleme koşulları kritiktir: dalga veya kızılötesi reflow lehimleme 260°C'yi 5 saniyeden fazla aşmamalı, buhar fazlı lehimleme ise 215°C'yi 3 dakikadan fazla aşmamalıdır. Ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerinde olduğunda, ileri akım için 0.4 mA/°C'lik doğrusal bir güç azaltma faktörü uygulanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

T_a=25°C ve ileri akım (I_F) 20 mA'de ölçülen temel performans parametreleri tanımlanmıştır.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 28.0 mcd ile maksimum 180.0 mcd arasında değişir. Özet tabloda tipik değer belirtilmemiştir, bu da spesifik sınıf koduna bağlı olduğunu gösterir (Bkz. Bölüm 3). Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisine göre yapılır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):70 derece olarak tanımlanmıştır. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):Yaklaşık 574 nm'dir. Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=20mA'de 567.5 nm ile 576.5 nm arasında değişir. Bu, insan gözünün ışığın rengini tanımladığı, CIE renklilik diyagramından türetilen tek dalga boyudur.
• Spektral Yarı Genişlik (Δλ):Yaklaşık 15 nm'dir. Bu, yeşil ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Voltaj (V_F):I_F=20mA'de 1.80 V ile 2.40 V arasında değişir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 10 μA'dır.
• Kapasitans (C):0 V öngerilim ve 1 MHz frekansta ölçülen tipik değer 40 pF'dır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu ürün iki bağımsız sınıflandırma kriteri kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler I_F=20mA'de milikandela (mcd) cinsindendir. Sınıflar şunlardır:

• Kod N:28.0 mcd (Min) - 45.0 mcd (Maks)
• Kod P:45.0 mcd - 71.0 mcd
• Kod Q:71.0 mcd - 112.0 mcd
• Kod R:112.0 mcd - 180.0 mcd

Her bir ışık şiddeti sınıfı içinde ±%15 tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Birimler I_F=20mA'de nanometre (nm) cinsindendir. Sınıflar şunlardır:

• Kod C:567.5 nm (Min) - 570.5 nm (Maks)
• Kod D:570.5 nm - 573.5 nm
• Kod E:573.5 nm - 576.5 nm

Her bir dalga boyu sınıfı içinde ±1 nm'lik sıkı bir tolerans uygulanır. Tam parça numarası, kesin performansı belirtmek için bu sınıf kodlarını içerir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belirli grafikler metinde referans verilmiş ancak detaylandırılmamış olsa da, bu tür cihazlar için tipik eğriler şunları içerir:

• I-V (Akım-Voltaj) Eğrisi:İleri voltaj ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, yaklaşık 1.8-2.4V civarında belirli bir diz voltajına sahip olacaktır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği:Işık çıkışının akımla arttığını, ancak özellikle yüksek akımlarda ısınma etkileri nedeniyle mutlaka doğrusal olmadığını gösterir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği:Jonksiyon sıcaklığı arttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir. AlInGaP LED'ler tipik olarak ışık çıkışı için negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Spektral Dağılım:Dalga boyları boyunca yayılan göreceli gücü gösteren, yaklaşık 574 nm'de tepe yapan ve yarı maksimumda yaklaşık 15 nm genişliğe sahip bir grafik.
• Görüş Açısı Deseni:Işık şiddetinin açısal dağılımını gösteren, bu paket stili için tipik olarak Lambertian veya yan yayıcı şekilli bir kutupsal grafik.

Bu eğriler, tasarımcıların standart olmayan çalışma koşulları altındaki performansı tahmin etmesi için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, bir EIA standardı SMD paket şekline uygundur. Tüm kritik boyutlar (gövde uzunluğu, genişlik, yükseklik, bacak aralığı vb.), aksi belirtilmedikçe standart ±0.10 mm toleransı ile milimetre bazlı çizimlerde sağlanmıştır. Lens "Su Berraklığında" olarak belirtilmiştir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Pedi Düzeni

Bileşenin anot ve katot terminalleri vardır. Veri sayfası, PCB düzeni için önerilen bir lehim pedi ayak izi diyagramı içerir. Bu boyutlara uymak, güvenilir bir lehim bağlantısı elde etmek, doğru hizalama sağlamak ve reflow sürecinde etkili ısı dağılımı için çok önemlidir. Ped tasarımı ayrıca lehimleme sırasında meydana gelebilecek "mezar taşı" (bileşenin bir uçta dikilmesi) olayını önlemeye yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

İki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır: biri standart kalay-kurşun (SnPb) lehim işlemi, diğeri tipik olarak SAC (Sn-Ag-Cu) alaşımları kullanan kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemi içindir. Kurşunsuz profil daha yüksek bir tepe sıcaklığı gerektirir (260°C'ye kadar) ancak LED'in epoksi paketine zarar vermemek için likidüs üzerindeki süreyi dikkatlice kontrol etmelidir. Ön ısıtma aşamaları, termal şoku en aza indirmek için kritiktir.

6.2 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassasiyetine sahip cihazlardır. Orijinal nem bariyerli torbanın dışında uzun süreli depolama için, 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda tutulmalıdırlar. Paketsiz olarak bir haftadan fazla depolanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 24 saat kurutma önerilir.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasallar plastik lensi ve paket malzemesini hasara uğratabilir.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri yerinde olmalıdır:

• Topraklanmış bileklikler ve antistatik paspaslar kullanın.
• Tüm ekipman ve çalışma istasyonlarının uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.
• Plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer kullanmayı düşünün.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, otomatik montajı kolaylaştırmak için endüstri standardı paketleme ile tedarik edilir.

• Şerit ve Makara:Bileşenler 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şeride yerleştirilmiştir.
• Makara Boyutu:7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılmıştır.
• Miktar:Standart makara 3000 adet içerir. Kalan stok için minimum 500 adet sipariş miktarı mevcuttur.
• Paketleme Standartları:ANSI/EIA-481-1-A spesifikasyonlarına uygundur. Şeridin bir kapak mühürü vardır ve ardışık en fazla iki boş cep bulunmasına izin verilir.

Tam parça numarası (örn., LTST-C21KGKT), ışık şiddeti ve baskın dalga boyu için sınıf kodları da dahil olmak üzere spesifik özellikleri kodlar.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devresi Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED'i paralel olarak sürerken, kararlı ve tekdüze çalışma için her LED için bir seri akım sınırlama direnci kullanılmasışiddetle tavsiye edilir(Devre Modeli A). Cihazdan cihaza ileri voltaj (V_F) değişimleri nedeniyle, bireysel dirençler olmadan LED'leri doğrudan paralel sürmek (Devre Modeli B) önerilmez. Bu değişimler, akım paylaşımında önemli farklılıklara neden olarak düzensiz parlaklığa ve en düşük V_F.

değerine sahip LED'in aşırı gerilime maruz kalma potansiyeline yol açabilir. Seri direncin (R_s) değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F, burada I_Fistenen çalışma akımıdır (örn., 20 mA) ve V_Fveri sayfasındaki tipik veya maksimum ileri voltajdır.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da (maks. 75 mW), uzun vadeli güvenilirliği ve tutarlı ışık çıkışını korumak için etkili termal yönetim yine de önemlidir. LED'in ışık çıkışı, jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. LED'in lehim pedlerinden PCB bakır katmanlarına iyi bir termal yol sağlamak, ısının dağılmasına yardımcı olur. Uzun süreler boyunca mutlak maksimum akım ve sıcaklık limitlerinde çalışmaktan kaçının.

8.3 Uygulama Kapsamı ve Sınırlamalar

Bu bileşen, tüketici elektroniği, ofis otomasyon cihazları ve iletişim ekipmanları gibi genel amaçlı elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın doğrudan güvenlik tehlikesine yol açabileceği uygulamalar (örn., havacılık kontrolü, tıbbi yaşam destek, ulaşım güvenlik sistemleri) için özel olarak tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bu tür yüksek güvenilirlikli uygulamalar için, üretici ile özel ürünler konusunda istişare yapılması gereklidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

Bu LED'in temel farklılaştırıcı özellikleri,ters montajkabiliyeti ve yeşil ışık yayılımı içinAlInGaPçip kullanmasıdır.

• Ters Montaj vs. Standart Üstten Görünümlü SMD:Bu, LED'in PCB'nin alt tarafına monte edilirken ışığın bir delikten veya ışık kılavuzundan geçmesine olanak tanır, böylece diğer bileşenler için değerli üst yüzey alanı serbest kalır. Daha ince ürün tasarımlarına imkan verir.
• AlInGaP vs. Geleneksel GaP veya InGaN:AlInGaP teknolojisi, eski teknolojilere kıyasla kırmızı, turuncu, kehribar ve yeşil dalga boyları için daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Tipik olarak daha yüksek parlaklık ve daha doygun renk noktaları sağlar.
• Su Berraklığında Lens:Çipin gerçek rengini dağıtıcı olmadan sağlar, bu da dağınık lenslere kıyasla daha odaklanmış ve yoğun bir ışık demeti deseniyle sonuçlanır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C1: Tepe dalga boyu (λ_P), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d) ise, algılanan rengi en iyi şekilde temsil eden, insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Tek renkli bir yeşil LED için genellikle birbirine yakındırlar, ancak renk eşleştirmesi için λ_ddaha ilgili parametredir.

S2: Bu LED'i sürekli olarak 30 mA'de sürebilir miyim?

C2: Mutlak maksimum değer 30 mA DC olsa da, uzun ömür ve kararlı ışık çıkışı için optimal performans tipik olarak test akımı olan 20 mA'de veya altında elde edilir. 30 mA'de çalıştırmak daha fazla ısı üretecek, verimi düşürecek ve ömrü kısaltabilir. Yüksek sıcaklıklar için güç azaltma kılavuzlarına her zaman danışın.

S3: Parça numarasındaki sınıf kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

C3: Parça numarası soneki, ışık şiddeti sınıfını (örn., en yüksek çıkış için R) ve baskın dalga boyu sınıfını (örn., orta yeşil için D) belirten kodları içerir. Birden fazla LED arasında tutarlı parlaklık ve renk gerektiren uygulamalar için uygun sınıf kodlarını seçmek çok önemlidir.

S4: Bu LED dalga lehimlemeye uygun mudur?

C4: Evet, veri sayfası maksimum 5 saniye için 260°C'lik bir dalga lehimleme koşulu belirtir. Ancak, reflow lehimleme bu gibi SMD bileşenleri için tercih edilen ve en yaygın yöntemdir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için durum göstergesi tasarımı.

Cihaz, parlak, belirsiz olmayan bir yeşil "güç açık/hazır" göstergesi gerektirir. Üst kontrol panelindeki alan son derece kısıtlıdır. Ters montaj bir LED seçilir. Ana PCB'nin alt tarafına yerleştirilir. Üst panelde küçük, hassas delinmiş bir açıklık, ışığın geçmesine izin verir. Bir ışık kılavuzu veya basit delik tasarımı kullanılabilir. Sürücü devresi 3.3V besleme kullanır. Seri direnç hesaplaması: R_s= (3.3V - 2.2V_tipik) / 0.020A = 55 Ohm. Standart değer olan 56 Ohm'luk bir direnç seçilir. Tüm birimlerde renk tutarlılığını sağlamak için, malzeme listesinde aynı dalga boyu sınıfından (örn., Kod D) LED'ler belirtilir.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülmüş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (Al_xIn_yGa_1-x-yP) yarı iletken malzemeye dayanır. İleri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler çipin aktif bölgesinde yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda açığa çıkarır. Kristal kafesteki alüminyum, indiyum ve galyumun spesifik oranı, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar. Yeşil ışık yayılımı için, yaklaşık 570-580 nm civarındaki ışığa karşılık gelen bir bant aralığı elde etmek üzere spesifik bir bileşim kullanılır. AlInGaP malzeme sistemi, kırmızıdan yeşile spektral aralıkta yüksek iç kuantum verimliliği ile bilinir.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için SMD LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha büyük güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Kurşunsuz ve yüksek sıcaklık reflow lehimleme süreçlerinde gelişmiş performans için güçlü bir talep vardır. Özellikle ekranlar veya paneller arasında renk eşleştirmesinin kritik olduğu uygulamalarda, hassas renk kontrolü ve daha sıkı sınıflandırma talebi artmaktadır. Ayrıca, tasarımı basitleştirmek ve performans tutarlılığını artırmak için LED'lerin dahili akım regülasyonu veya kontrol devreleriyle (IC sürücülü LED'ler gibi) entegrasyonu büyüyen bir trend olsa da, bu özel bileşen standart, ayrık bir LED'dir.