LTST-S110KRKT SMD LED Teknik Veri Sayfası - Yan Görünümlü - Kırmızı - 20mA - 2.4V

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S110KRKT, yandan ışık yayan bir kaynağa ihtiyaç duyan uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Başlıca uygulama alanı, alanın kısıtlı olduğu ve ışığın yanal olarak yönlendirilmesi gereken LCD arka aydınlatma modülleridir. Cihaz, kırmızı renk spektrumunda yüksek verimlilik ve parlaklığı ile bilinen Ultra Parlak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken çipini kullanır. Paket, lens malzemesinden renk tonlaması olmaksızın maksimum ışık çıkışı sağlayan su berraklığındadır.

Bu LED'in temel avantajları arasında, onu çevre dostu bir "Yeşil Ürün" yapan RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğu yer alır. Cihaz, standart EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) paketleme ve otomatik yerleştirme montaj ekipmanları ile uyumlu, 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir. Bu uyumluluk, verimli ve yüksek hacimli üretimi garanti eder. Cihaz ayrıca, modern elektronik montajda standart olan kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow gibi yaygın lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum sürekli ileri akım (DC) 30 mA'dır. Darbe çalışması için, belirli koşullar altında (1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği) 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Maksimum güç dağılımı 75 mW'dır. Daha yüksek sıcaklıklarda güvenilir çalışmayı sağlamak için, 50°C'den itibaren doğrusal olarak 0.4 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü uygulanır. Bu, 50°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda izin verilen ileri akımın azaldığı anlamına gelir.

Cihaz, 5 V'a kadar ters voltaja dayanabilir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -55°C ile +85°C arasında belirtilmiştir; bu da geniş bir çevre koşulları yelpazesine uygun olduğunu gösterir. Lehimleme için, LED 260°C'de 5 saniye dalga lehimlemeye, 260°C'de 5 saniye kızılötesi reflow'a ve 215°C'de 3 dakika buhar fazı reflow'a dayanabilir. Montaj sürecinde cihaz bütünlüğünü korumak için bu sınırlara uymak çok önemlidir.

3. Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-optik karakteristikler, standart test koşulu olan Ta=25°C ve 20 mA'lik bir çalışma akımında (IF) ölçülür. Algılanan parlaklığın bir ölçüsü olan ışık şiddeti (Iv), tipik olarak 54.0 milikandela (mcd) değerine sahiptir ve minimum değeri 18.0 mcd'dir. Yoğunluğun eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) 130 derecedir; bu da arka aydınlatma için uygun çok geniş bir ışın deseni sağlar.

Tepe emisyon dalga boyu (λP) 639 nanometredir (nm) ve görünür spektrumun kırmızı bölgesindedir. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λd) 631 nm'dir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir; bu da yayılan ışığın spektral saflığını gösterir. İleri voltaj (VF) tipik olarak 20 mA'de 2.4 V ölçülür ve maksimum değeri 2.4 V'dur. Ters akım (IR), 5 V'luk bir ters voltajda (VR) maksimum 10 mikroamperdir (μA). Cihaz kapasitansı (C), sıfır öngerilim ve 1 MHz frekansta ölçüldüğünde 40 pikofaraddır (pF).

4. Sınıflandırma Sistemi

LED'lerin ışık şiddeti, üretim uygulamalarında parlaklık tutarlılığını sağlamak için sınıflara ayrılır. Sınıflandırma, 20 mA'de ölçülen minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerine dayanır. Sınıf kodları ve karşılık gelen aralıkları şu şekildedir: 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 bir yoğunluk sınıfına +/- %15 tolerans uygulanır. Bu sistem, tasarımcıların belirli uygulamaları için garanti edilmiş bir parlaklık aralığına sahip LED'leri seçmelerine ve birden fazla LED kullanıldığında düzgün aydınlatma sağlamalarına olanak tanır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Teknik veri sayfası, hem standart (kalay-kurşun) hem de kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için önerilen kızılötesi (IR) reflow profillerini sağlar. Genellikle SnAgCu lehim macunu kullanan kurşunsuz işlem için, profil, montaj hattı ile bileşenin ısı direnç hattı arasında kalmalıdır. Bu sıcaklık-zaman profillerine uyulması, LED paketinde katman ayrılması veya çatlama gibi termal hasarı önlerken uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak açısından kritik öneme sahiptir.

5.2 Temizleme

Lehimleme sonrası LED'leri temizlerken dikkatli olunmalıdır. Plastik pakete zarar verebileceğinden, belirtilmemiş kimyasal sıvılar kullanılmamalıdır. Temizlik gerekliyse, LED'in normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırılması önerilir. Uzun süreli maruz kalma veya agresif çözücülerin kullanımı, lens malzemesini veya epoksi kapsülleyiciyi bozabilir.

5.3 Depolama ve Taşıma

Uzun süreli depolama için LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda tutulmalıdır. Orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarılmış LED'ler, bir hafta içinde IR reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdır. Orijinal ambalaj dışında bir haftadan uzun süre depolanacak LED'ler, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen ortamında saklanmalıdır. Bu şekilde bir haftadan fazla saklanan LED'ler, montajdan önce emilen nemi uzaklaştırmak ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 24 saat pişirilmelidir.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

LED, otomatik montajla uyumlu bir şerit-makara formatında tedarik edilir. Şerit genişliği 8mm'dir ve standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılmıştır. Her makara 3000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalanlar için minimum paketleme miktarı 500 adet olarak belirlenmiştir. Paketleme ANSI/EIA 481-1-A-1994 spesifikasyonlarını takip eder. Şerit üzerindeki boş bileşen yuvaları üst kapak bandı ile kapatılır. İzin verilen maksimum ardışık eksik bileşen (boş yuva) sayısı ikidir; bu da otomatik makinelerde besleme güvenilirliğini sağlar. PCB tasarımı ve montaj süreci kurulumuna yardımcı olmak için şerit, makara ve PCB üzerindeki önerilen lehim pedi düzeni için detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır.

7. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Paralel olarak birden fazla LED sürerken düzgün parlaklık sağlamak için, her bir LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir (Devre Modeli A). Bireysel dirençler olmadan LED'leri doğrudan paralel sürmek (Devre Modeli B) önerilmez. Bireysel LED'ler arasındaki ileri voltaj (VF) karakteristiğindeki küçük farklılıklar, önemli akım dengesizliğine neden olarak parlaklıkta gözle görülür farklılıklara ve bazı cihazların aşırı yüklenmesine yol açabilir.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja (ESD) ve güç dalgalanmalarına karşı hassastır; bu da anında veya gizli hasara neden olabilir. ESD hasarını önlemek için uygun taşıma prosedürleri takip edilmelidir: Personel iletken bileklikler veya antistatik eldivenler kullanmalıdır. Tüm ekipmanlar, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır. Taşıma sırasında sürtünmeden dolayı plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer (iyon üfleyici) kullanılabilir. ESD hasarı görmüş LED'ler, azalmış ışık çıkışı, artan sızıntı akımı veya tamamen arıza gibi anormal davranışlar sergileyebilir.

7.3 Uygulama Kapsamı ve Güvenilirlik

Bu LED'ler, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri dahil olmak üzere sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalarda (havacılık, ulaşım, tıbbi sistemler veya güvenlik cihazları gibi) kullanımdan önce ek danışma ve niteliklendirme gereklidir.

8. Performans Eğrileri ve Tipik Karakteristikler

Teknik veri sayfası, çeşitli parametreler arasındaki ilişkiyi grafiksel olarak temsil eden tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Genellikle ileri akım veya ortam sıcaklığına karşı çizilen bu eğriler, ileri voltaj (VF) - ileri akım (IF), ışık şiddeti (Iv) - ileri akım (IF) ve ışık şiddeti - ortam sıcaklığı ilişkilerini içerir. Bu eğrilerin analizi, tasarımcıların cihazın farklı çalışma koşulları altındaki davranışını anlamalarına yardımcı olur. Örneğin, ışık şiddeti tipik olarak ortam sıcaklığı arttıkça azalır; bu, termal yönetimde dikkate alınmalıdır. İleri voltaj negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani jonksiyon sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Kırmızı çip için AlInGaP teknolojisinin kullanılması, GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) gibi eski teknolojilere göre belirgin avantajlar sunar. AlInGaP LED'ler genellikle daha yüksek ışık verimliliği, daha iyi sıcaklık stabilitesi ve daha uzun çalışma ömrü sağlar. Yan görünümlü paket geometrisi, montaj düzlemine paralel ışık yayılmasını sağlayan temel bir farklılaştırıcıdır. Bu, tüketici elektroniği, otomotiv gösterge panelleri ve endüstriyel panellerdeki LCD ekranlarda yaygın olarak bulunan, dikey alanın son derece kısıtlı olduğu kenardan aydınlatmalı arka aydınlatma sistemleri için çok önemlidir. Geniş 130 derecelik görüş açısı, arka aydınlatmalı alanda iyi ışık dağılımı ve düzgünlük sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

C: Tepe dalga boyu (λP), optik çıkış gücünün maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengine en iyi uyan tek dalga boyunu temsil eder. Bu kırmızı LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle birbirine yakın ama aynı değildirler.

S: Bu LED'i maksimum 30mA DC akımında sürekli olarak çalıştırabilir miyim?

C: Mümkün olmakla birlikte, uygulama için gerekli olmadıkça, optimum ömür ve güvenilirlik için önerilmez. Tipik 20mA koşulunda veya daha düşük bir değerde çalıştırmak, termal stresi azaltacak ve ömrü uzatacaktır. Her zaman 50°C üzeri ortam sıcaklıklarında güç azaltmayı dikkate alın.

S: Paralel bağlı her LED için neden bir seri direnç gereklidir?

C: LED'lerin ileri voltajının (VF) bir üretim toleransı vardır. Bireysel dirençler olmadan, biraz daha düşük VF'ye sahip LED'ler orantısız şekilde daha fazla akım çekecek, bu da parlaklık uyumsuzluğuna ve potansiyel aşırı akım arızasına yol açacaktır. Direnç, her bir LED için basit ve etkili bir akım regülatörü görevi görür.

S: Lehimlemeden önce her zaman pişirme gerekli midir?

C: Pişirme, yalnızca LED'ler orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarılmış ve kontrollü olmayan bir ortamda bir haftadan fazla saklanmışsa gereklidir. Bu işlem, yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde buhar basıncı hasarını önlemek için emilen nemi uzaklaştırır.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Taşınabilir bir tıbbi cihazdaki küçük bir monokrom LCD ekran için bir arka aydınlatma tasarlamayı düşünelim. Ekran, gece okunabilirliği için düzgün, kırmızı arka aydınlatma gerektirir. LTST-S110KRKT, yandan ışık yayan profili ve ince bir çerçeveye sığması nedeniyle seçilmiştir. Dört LED, bir ışık kılavuzu plakasının bir kenarı boyunca yerleştirilir. Gerekli parlaklık ve ışık kılavuzu verimliliğine dayanarak, tasarımcı yeterli yoğunluğu sağlamak için Sınıf N'den (28-45 mcd) LED'ler seçer. 5V beslemeden 20mA sürüş akımı için hesaplanan her LED'in kendi 100-ohm seri direncine sahip olduğu bir sabit akım sürücüsü kullanılır. PCB düzeni, uygun lehimleme ve hizalama sağlamak için önerilen ped boyutlarını takip eder. Montaj sırasında ESD önlemleri sıkı bir şekilde takip edilir ve önerilen kurşunsuz reflow profili kullanılır. Nihai ürün, düşük güç tüketimi ve yüksek güvenilirlikle düzgün aydınlatma sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Bir LED, yarı iletken bir p-n jonksiyon diyotudur. İleri bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler jonksiyon bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde açığa çıkar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Bu LED'de kullanılan AlInGaP malzeme sisteminin bant aralığı kırmızı ışığa karşılık gelir. Yan görünümlü paket, yayılan ışığı şekillendiren ve bileşenin üst yüzeyinden yanal olarak yönlendiren kalıplanmış bir plastik lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renksel geriverim ve daha büyük güvenilirlik yönündedir. Gösterge ve arka aydınlatma uygulamalarında, küçülme devam etmekte ve daha küçük paket boyutları standart hale gelmektedir. Ayrıca, ısıya duyarlı alt tabakalara uyum sağlamak için gelişmiş, düşük sıcaklıklı lehimleme işlemleriyle uyumluluğu artırmaya odaklanılmaktadır. Dahası, daha küçük paketlerde daha yüksek parlaklık için olan talep, çip tasarımında ve paketin içindeki termal yönetimde ilerlemeleri teşvik etmektedir. Yan görünümlü LED formatı, mobil ve giyilebilir elektroniklerdeki ultra ince ekran tasarımları için kritik önemini korumaktadır.