LTST-S220KGKT SMD LED Teknik Veri Sayfası - Yandan Işık Yayan Çip - Yeşil (568nm) - 2.4V - 75mW

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklıklı, yandan ışık yayan bir SMD (Yüzey Montaj Cihazı) LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, yeşil ışık üretmek için gelişmiş bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken çip kullanır. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme ile uyumludur, bu da yüksek hacimli üretime uygun hale getirir. Paket, 7 inçlik makaralara sarılmış endüstri standardı 8mm bant üzerinde tedarik edilir.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Parlaklık:Üstün ışık şiddeti için ultra parlak AlInGaP çip özelliğine sahiptir.
• Yandan Görünüm Emisyonu:Paket, yandan ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır, ince profilli cihazlarda yanal aydınlatma veya durum göstergesi gerektiren uygulamalar için idealdir.
• Üretime Uygun:Otomatik pick-and-place ekipmanları ve standart IR reflow lehimleme profilleri ile uyumludur.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.
• Güvenilir Yapı:İyi lehimlenebilirlik ve uzun ömür için kalay kaplı uçlara sahiptir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, standart elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar şunları içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir:

• Tüketici elektroniğinde LCD paneller için arka aydınlatma.
• İletişim cihazları, ofis ekipmanları ve ev aletlerinde durum ve gösterge ışıkları.
• Otomotiv gösterge panelleri veya kontrol panellerinde panel aydınlatması (kritik olmayan fonksiyonlar için, belirli niteliklere tabidir).
• Kompakt bir SMD paketinde güvenilir, parlak, yeşil yandan ışık yayan bir kaynak gerektiren herhangi bir uygulama.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):80 mA. Bu, yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen maksimum anlık akımdır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
• Ters Voltaj (V_R):5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması LED bağlantısına zarar verebilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar IR reflow lehimlemeye dayanıklıdır.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bunlar, standart test koşullarında (I_F= 20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):18.0 - 35.0 mcd (millikandela). Yayılan görünür ışık miktarı, eksen üzerinde ölçülür. Gerçek değer sınıflandırılmıştır (bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Geniş 130° açı, yanal aydınlatma için uygun geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):574 nm. Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):568 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan LED rengini en iyi temsil eden, CIE renklilik koordinatlarından türetilen tek dalga boyudur. Bu, "yeşil" rengi tanımlar.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):15 nm. Maksimum gücünün yarısında (FWHM) emisyon spektrumunun genişliği. Daha dar bir bant genişliği, spektral olarak daha saf bir rengi gösterir.
• İleri Voltaj (V_F):2.0V - 2.4V. LED'in 20mA'de sürüldüğünde üzerindeki voltaj düşüşü. Bu parametre de sınıflandırılmıştır.
• Ters Akım (I_R):10 μA (maks.). 5V ters öngerilim uygulandığında sızıntı akımı.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler anahtar parametrelere göre sınıflandırılır (binned). Bu, tasarımcıların renk, parlaklık ve voltaj için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj Sınıflandırması

Sınıflar, bir devredeki LED'lerin benzer voltaj düşüşlerine sahip olmasını sağlayarak paralel sürüldüğünde tekdüze parlaklığı teşvik eder. Her sınıf içindeki tolerans ±0.1V'dur.

• Sınıf 4:1.90V - 2.00V
• Sınıf 5:2.00V - 2.10V
• Sınıf 6:2.10V - 2.20V
• Sınıf 7:2.20V - 2.30V
• Sınıf 8:2.30V - 2.40V

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar, LED'leri parlaklık çıktılarına göre kategorize eder. Her sınıf içindeki tolerans ±%15'tir.

• Sınıf M:18.0 mcd - 28.0 mcd
• Sınıf N:28.0 mcd - 45.0 mcd
• Sınıf P:45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Bu, renk tutarlılığını sağlar. Her sınıf içindeki tolerans ±1nm'dir.

• Sınıf C:567.5 nm - 570.5 nm
• Sınıf D:570.5 nm - 573.5 nm
• Sınıf E:573.5 nm - 576.5 nm

Belirli parça numarası LTST-S220KGKT, bu sınıfların bir kombinasyonunu ifade eder (muhtemelen belirli bir V_F, I_Vve λ_dsınıfı).

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da (örn., Şekil 1, Şekil 5), aşağıdaki analiz standart LED davranışına ve sağlanan parametrelere dayanmaktadır.

4.1 Akım vs. Voltaj (I-V) Karakteristiği

İleri voltaj (V_F) pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve akımla logaritmik olarak artar. Tipik 20mA'de çalıştırmak, belirtilen 2.0-2.4V V_Faralığında kararlı performans sağlar. LED'i mutlak maksimum DC akımın (30mA) üzerinde sürmek aşırı ısı üretecek, verimliliği (ışık etkinliğini) azaltacak ve ömrü kısaltacaktır.

4.2 Sıcaklığa Bağımlılık

AlInGaP LED'ler, sıcaklıkla performans değişiklikleri sergiler. Tipik olarak, bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık şiddeti azalır. -30°C ila +85°C'lik belirtilen çalışma aralığı, LED'in yayınlanan özellikleri dahilinde çalışacağı ortam koşullarını tanımlar. Optimum ömür ve kararlı ışık çıkışı için, uygun PCB termal tasarımı ile daha düşük bir çalışma sıcaklığını korumak önerilir.

4.3 Spektral Dağılım

568nm baskın dalga boyu ve 15nm spektral bant genişliği ile bu LED nispeten saf bir yeşil ışık yayar. Tepe dalga boyu (574nm), baskın dalga boyundan biraz daha yüksektir, bu yeşil AlInGaP LED'ler için tipiktir. 130°'lik geniş görüş açısı, yandan ışık yayan çipten yayılan ışığı dağıtan paket lens tasarımından kaynaklanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, yandan görünümlü LED'ler için bir EIA standart paket şekline uyar. Veri sayfasında gövde uzunluğu, genişlik, yükseklik ve uç aralığı dahil detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır. Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, yeşil nokta veya daha kısa bir uç gibi görsel bir işaretçi ile tanımlanır. Montaj sırasında hasarı önlemek için doğru polariteye uyulmalıdır.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

PCB için güvenilir lehimleme ve doğru hizalama sağlamak amacıyla önerilen bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu şablona uymak, iyi lehim filetoları, mekanik dayanım ve yandan ışık yayan lensin doğru konumlandırılmasına yardımcı olur. Veri sayfası ayrıca, potansiyel lehimleme kusurlarını en aza indirmek için lehim dalgası veya reflow işlemi için optimal bir yönlendirme önerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

LED, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri için niteliklidir. JEDEC standartlarına uygun detaylı bir reflow sıcaklık profili önerilir. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:150-200°C, maksimum 120 saniye, montajı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktive etmek için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süre (TAL):Tepe sıcaklığının 5°C içindeki süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
• Döngü Sayısı:LED bu koşullar altında maksimum iki reflow döngüsüne dayanabilir.

Optimal profil, belirli PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğundan bu kritik öneme sahiptir. Sağlanan profil, gerçek üretim kurulumu için doğrulanması gereken bir başlangıç noktası olarak hizmet eder.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir lehim havya kullanın.
• Her uç için lehimleme süresini maksimum 3 saniye ile sınırlayın.
• Isıyı LED gövdesine doğrudan değil, PCB pedine uygulayın.
• Bağlantılar arasında yeterli soğuma süresi bırakın.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, plastik lens ve pakete zarar vermemek için yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. Önerilen ajanlar etil alkol veya izopropil alkoldür (IPA). LED normal oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Sert veya belirtilmemiş kimyasallardan kaçınılmalıdır.

6.4 Depolama ve Taşıma

ESD Önlemleri:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) duyarlıdır. Taşıma sırasında topraklanmış bileklikler, antistatik paspaslar ve iletken kaplar kullanımı dahil uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır.

Nem Hassasiyeti:Paket neme duyarlıdır. Açılmamış makaralar (nem alıcı ile mühürlenmiş) ≤30°C ve ≤%90 RH'de depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolanmalıdır. Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama için, nem alıcı ile birlikte kapalı bir kapta saklayın. Orijinal ambalajdan çıkarılıp bir haftadan fazla açıkta depolanan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir.

• Bant Genişliği:8 mm.
• Makara Çapı:7 inç (178 mm).
• Makara Başına Miktar:4000 adet (standart tam makara).
• Minimum Paket Miktarı:Kısmi makaralar veya kalanlar için 500 adet.
• Paketleme Standardı:ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uyar.
• Kapak Bandı:Taşıyıcı banttaki boş cepler üst kapak bandı ile kapatılır.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Akım Sınırlama

Bir LED akım kontrollü bir cihazdır. Bir voltaj kaynağından sürerken seri bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_kaynak- V_F) / I_F. Akımın istenen seviyeyi (örn., 20mA) aşmamasını sağlamak için en kötü durum tasarımı için veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini (2.4V) kullanın. Hassasiyet veya uzun vadeli kararlılık için sabit akım sürücü devresi kullanmayı düşünün.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 75mW), etkili termal yönetim güvenilirlik ve ışık çıkışını korumak için çok önemlidir. PCB'nin, bağlantıdan ısıyı uzaklaştırmak için LED'in termal pedine (varsa) veya lehim pedlerine bağlı yeterli bakır alana sahip olduğundan emin olun. LED'i diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçının.

8.3 Optik Tasarım

Yandan görünüm emisyonu ve 130° görüş açısı, bu LED'i ışığın PCB yüzeyine paralel yönlendirilmesi gereken, kenardan aydınlatmalı ekranlar için bir ışık kılavuzu plakasına veya bitişik bileşenlerin aydınlatılması gibi uygulamalar için uygun hale getirir. İstenen optik etkiyi elde etmek için ışık kılavuzları, difüzörler veya açıklıklar tasarlarken lens profili ve yayılım modelini göz önünde bulundurun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

GaP (Galyum Fosfür) yeşil LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek parlaklık ve verimlilik sunar. InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) tabanlı yeşil LED'lerle karşılaştırıldığında, AlInGaP tipik olarak gerçek yeşilden sarı-yeşil spektruma (yaklaşık 570nm) kadar daha yüksek etkinlik ve sıcaklık ve akım üzerinde daha kararlı dalga boyu ile üstün performans sunar. Yandan ışık yayan paket, onu üstten ışık yayan LED'lerden ayırarak tasarımdaki belirli mekansal kısıtlamaları çözer.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 5V besleme ile hangi direnci kullanmalıyım?

Maksimum V_Fdeğeri 2.4V ve hedef I_Fdeğeri 20mA kullanılarak: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. En yakın standart değer 130Ω veya 150Ω'dur. 150Ω'luk bir direnç biraz daha düşük bir akım sağlar, bu güvenlidir ve güç tasarrufu sağlar.

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

Hayır. Bir LED'i doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak aşırı akım akışına neden olacak, hızla aşırı ısınmaya ve cihazın bozulmasına yol açacaktır. Her zaman seri bir direnç veya sabit akım devresi gereklidir.

10.3 Neden bir sınıflandırma sistemi var?

Yarı iletken üretiminde doğal varyasyonlar vardır. Sınıflandırma, LED'leri sıkı kontrollü parametreler (renk, parlaklık, voltaj) ile gruplara ayırır, bu da tasarımcıların uygulamaları için tutarlı performansa sahip parçalar tedarik etmesine olanak tanır, böylece nihai üründe tekdüze görünüm ve işlev sağlanır.

10.4 Katodu nasıl tanımlarım?

Veri sayfasındaki paket şekil çizimine bakın. Bu yandan görünümlü paket için katot tipik olarak paketin üstünde yeşil bir nokta veya gövdenin bir ucunda bir çentik/eğim ile işaretlenir. Katoda bağlı uç da biraz daha kısa olabilir.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Taşınabilir Bir Cihazda Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, ince bir el tipi tarayıcı oluşturuyor. "Hazır" durumunu göstermek için düşük güçlü, parlak yeşil bir ışığa ihtiyaç duyuyorlar. Ana PCB'nin kenarında alan son derece kısıtlı.

Çözüm:LTST-S220KGKT ideal bir seçimdir. Yandan ışık yayan emisyonu, PCB üzerine düz bir şekilde monte edilmesine ve lensinin tam kartın kenarında konumlandırılmasına olanak tanır. Muhafazada küçük bir ışık kılavuzu veya şeffaf bir pencere ışığı dışarıya yönlendirebilir. Tasarımcı, bir mikrodenetleyiciden bir GPIO pini ve seri bir direnç kullanarak onu 15mA'de (20mA tipik değerin altında) sürerek pil ömrünü korurken yine de yeterli parlaklık sağlar. Reflow lehimleme uyumluluğu, tüm PCB'nin otomatik montajını basitleştirir.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. Çip, bir alt tabaka üzerinde epitaksiyel olarak büyütülmüş Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfür alaşımlarının katmanlarından oluşur. İleri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşerek foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarırlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda, 568nm'de yeşil. Yandan görünümlü paket, bir uç çerçevesine monte edilmiş, tel bağlantılı ve ışık çıkışını şekillendiren kalıplanmış plastik bir lens içinde kapsüllenmiş çipi içerir.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), artan güç yoğunluğu ve daha büyük renk tutarlılığı ve kontrolüdür. Gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için, optik performansı korurken veya iyileştirirken küçültme devam etmektedir. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için daha geniş çalışma sıcaklığı aralıkları ve gelişmiş güvenilirlik üzerinde artan bir vurgu vardır. Bu spesifik parça olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil etse de, devam eden malzeme bilimi ve paketleme yenilikleri, katı hal aydınlatma ve göstergede mümkün olanın sınırlarını zorlamaya devam etmektedir.