SMD LED LTST-S320KRKT Veri Sayfası - Kırmızı - 639nm Tepe Dalga Boyu - 20mA - 2.4V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S320KRKT, güvenilir ve verimli gösterge veya arka aydınlatma işlevleri gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış, yüksek parlaklıklı, yandan ışık veren bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'dir. Gelişmiş bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) çip teknolojisi kullanan bu LED, kırmızı spektrumda üstün ışık şiddeti ve renk saflığı sunar. Yandan yayıcı tasarımı, ışığın montaj yüzeyine paralel olarak yönlendirilmesini sağlar; bu da onu kenardan aydınlatmalı paneller, dikey PCB'ler üzerindeki durum göstergeleri veya yukarıdan aşağı aydınlatmanın mümkün olmadığı alan kısıtlı uygulamalar için ideal kılar.

Bu bileşenin temel avantajları arasında RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygun olması ve çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırılması yer alır. Paket, ışık çıkışını maksimize eden su berraklığında bir lense sahiptir ve endüstri standardı 8mm bant üzerinde, 7 inçlik makaralara sarılı olarak tedarik edilir; bu da yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu garanti eder. Cihaz ayrıca standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bu da akıcı yüzey montaj teknolojisi (SMT) üretim hatlarına entegrasyonu kolaylaştırır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez ve güvenilir performans için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin maksimum bağlantı sıcaklığını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):80 mA. Bu akım yalnızca darbe koşullarında, özellikle %1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde uygulanabilir. Çoklama veya kısa süreli yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanışlıdır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır, uzun vadeli güvenilirlik ve kararlı ışık çıkışı sağlar.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması, LED bağlantısında ani ve felaket bir arızaya neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:Sırasıyla -30°C ila +85°C ve -40°C ila +85°C. Bu aralıklar, LED'in mekanik bütünlüğünü ve performansını çeşitli çevre koşullarında garanti eder.
• Lehimleme Koşulu:10 saniye boyunca 260°C'ye dayanır; bu, tipik kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme profilleriyle uyumludur.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Standart ortam sıcaklığında (T_a) 25°C ve ileri akımda (I_F) 20 mA ölçülen bu parametreler, LED'in temel performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 18.0 mcd'den tipik 54.0 mcd değerine kadar değişir. Gerçek sağlanan şiddet, sınıflandırılmıştır (Bkz. Bölüm 3), tasarım için öngörülebilir parlaklık seviyeleri sağlar.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu geniş görüş açısı, dağınık lense sahip yandan ışık veren LED'lerin karakteristiğidir ve durum göstergeleri için uygun geniş, eşit bir aydınlatma deseni sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):639 nm. Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur ve algılanan kırmızı ışığın tonunu tanımlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):631 nm. CIE renklilik diyagramından türetilen bu değer, insan gözü tarafından algılanan rengi en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):20 nm. Bu dar bant genişliği, yüksek renk saflığını gösterir; yayılan ışığın çoğu tepe dalga boyu etrafında yoğunlaşmıştır.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.4 V, 20mA'de maksimum 2.4 V. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilimde maksimum 10 µA, iyi bağlantı kalitesini gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için LTST-S320KRKT, bir ışık şiddeti sınıflandırma sistemi kullanır. Her LED, 20 mA'de ölçülen şiddetine göre test edilir ve belirli bir sınıf koduna ayrılır.

• Sınıf Kodu M:18.0 - 28.0 mcd
• Sınıf Kodu N:28.0 - 45.0 mcd
• Sınıf Kodu P:45.0 - 71.0 mcd
• Sınıf Kodu Q:71.0 - 112.0 mcd
• Sınıf Kodu R:112.0 - 180.0 mcd

Her bir ışık şiddeti sınıfına +/-%15 tolerans uygulanır. Tasarımcılar, uygulamalarının parlaklık gereksinimlerine göre uygun sınıfı seçmelidir. Örneğin, yüksek görünürlüklü göstergeler Sınıf R veya Q gerektirebilirken, daha az kritik durum ışıkları Sınıf M veya N kullanabilir. Bu sistem, öngörülebilir performans sağlar ve üreticiler için envanter yönetimini basitleştirir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., Şekil 1, Şekil 6), bunların etkileri AlInGaP LED'ler için standarttır. Tasarımcılar aşağıdaki genel ilişkileri bekleyebilir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim (V_F), akımla logaritmik bir ilişki sergiler. Önerilen çalışma akım aralığında tipik 2.4V civarında nispeten kararlı kalır ancak daha yüksek akımlar ve sıcaklıkla artar.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Şiddet, maksimum derecelendirilmiş akıma kadar ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak verimlilik (vat başına lümen) tipik olarak mutlak maksimumdan daha düşük bir akımda zirve yapar ve termal etkiler nedeniyle sonrasında azalır.
• Sıcaklık Bağımlılığı:AlInGaP LED'lerin ışık şiddeti negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir. Bağlantı sıcaklığı arttıkça, ışık çıkışı azalır. İleri gerilim de sıcaklık arttıkça hafifçe düşer. Tutarlı parlaklığı korumak için uygun termal yönetim çok önemlidir.
• Spektral Dağılım:Yayım spektrumu, 639 nm (tepe) merkezli, 20 nm yarı genişlikli Gauss benzeri bir eğridir. Baskın dalga boyu (631 nm), artan bağlantı sıcaklığı ve sürme akımıyla hafifçe (tipik olarak daha uzun dalga boylarına doğru) kayabilir.

5. Mekanik & Paket Bilgisi

LED, yandan ışık veren SMD LED'ler için EIA (Elektronik Endüstriler Birliği) standart paket boyutlarına uygundur. Temel mekanik özellikler şunları içerir:

• Paket Tipi:Standart yandan görünümlü SMD paketi.
• Lens:Su berraklığında, dağınık olmayan (KRKT varyantı için), ışık çıkışını maksimize eder.
• Uçlandırma:Uçlarda kalay (Sn) kaplama, iyi lehimlenebilirlik ve kurşunsuz işlemlerle uyumluluk sağlar.
• Kutupluluk Tanımlama:Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, nokta veya kesilmiş uç gibi bir işaretle tanımlanır. Veri sayfası, doğru yerleştirmeyi sağlamak için önerilen lehim pedi düzeni ve yönlendirmesini gösteren bir diyagram içerir.
• Bant ve Makara:7 inç (178mm) çapında makaralara sarılı, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bantta paketlenmiştir. Standart makara miktarı 3000 adettir. Bu paketleme, otomatik işleme için ANSI/EIA-481 şartnamelerine uygundur.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz montaj için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma:Maksimum 120 saniye boyunca 150-200°C, termal şoku en aza indirmek için kartı ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak içindir.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Bileşen, bu tepe sıcaklıkta 10 saniye için derecelendirilmiştir.
• Sıvı Faz Üzeri Süre (TAL):Profil, LED'i aşırı ısıtmadan uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için karakterize edilmelidir. Örnek profil JEDEC standartlarına dayanmaktadır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya kullanın. Her uç için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın ve plastik pakete ve dahili tel bağlantılarına zarar vermemek için bu işlemi yalnızca bir kez gerçekleştirin.

6.3 Depolama & Taşıma

• ESD (Elektrostatik Deşarj) Hassasiyeti:LED'ler ESD'ye karşı hassastır. Taşıma sırasında topraklanmış bileklik bantları, iletken paspaslar ve ESD güvenli paketleme gibi uygun antistatik önlemler kullanın.
• Mühürlü makara koruma sağlasa da, orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler bir hafta içinde kullanılmalıdır. Daha uzun süreli depolama için, onları kuru bir ortamda (< 30°C, < %60 RH) veya nem alıcılı kapalı bir kapta saklayın. Bir haftadan fazla ambalajsız saklandıysa, lehimlemeden önce "patlamış mısır" etkisini (reflow sırasında buharlaşan nem nedeniyle paket çatlaması) önlemek için 60°C'de 20+ saat pişirme önerilir.Temizlik:
• Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi belirtilen çözücüleri kullanın. Epoksi lense veya pakete zarar verebilecek agresif veya belirtilmemiş kimyasallardan kaçının.7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Tüketici Elektroniği:

• Akıllı telefonlar, tabletler, yönlendiriciler ve ses ekipmanlarında güç, pil veya işlev durum göstergeleri.Endüstriyel Kontroller:
• Makine durumu, arıza alarmları veya çalışma modları için panele monte edilmiş göstergeler.Otomotiv İç Donanımı:
• Düğmeler, anahtarlar veya küçük durum ekranları için arka aydınlatma (bu standart parçanın sahip olmayabileceği belirli otomotiv sınıfı kalifikasyonuna tabidir).Enstrümantasyon:
• Test ekipmanları, tıbbi cihazlar (kritik olmayan işlevler için) ve iletişim donanımları üzerindeki gösterge ışıkları.7.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:

• LED'i her zaman bir sabit akım kaynağı veya bir gerilim kaynağıyla seri bağlı bir akım sınırlayıcı direnç ile sürün. Direnç değerini R = (Vkaynak_{- V}) / I_F formülünü kullanarak hesaplayın. 5V besleme ve V_F=2.4V ile hedef I_F=20mA için: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. En yakın standart değeri (örn., 120Ω veya 150Ω) kullanın ve gerçek akımı kontrol edin._FTermal Yönetim:
• Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle maksimum akıma yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında, LED bağlantısından ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı veya lehim pedleri etrafında termal viyalar sağlayın.Optik Tasarım:
• Yandan yayıcı doğası, ışığı ürün muhafazasındaki istenen konuma yönlendirmek için bir ışık kılavuzu veya uygun şekilde konumlandırılmış bir görüş penceresi içermesi gereken bir tasarım gerektirir.8. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

LTST-S320KRKT, piyasada birkaç temel özellikle kendini farklılaştırır:

Çip Teknolojisi:

• Eski GaAsP veya standart GaP'ye kıyasla AlInGaP kullanımı, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlayarak daha parlak ve tutarlı kırmızı ışık sunar.Yandan Görünümlü Paket:
• Üstten ışık veren LED'lere bir tasarım alternatifi sunar, ışığın PCB'ye paralel gitmesi gereken belirli yerleşim zorluklarını çözer.Yüksek Parlaklık Sınıflandırması:
• 180 mcd'ye (Sınıf R) kadar sınıfların mevcudiyeti, çok yüksek görünürlük gerektiren uygulamalara olanak tanır.Sağlam Süreç Uyumluluğu:
• IR reflow ve otomatik yerleştirme ile açık uyumluluk, üretimi akıcı hale getirir ve delikli alternatiflere kıyasla montaj maliyetini ve karmaşıklığını azaltır.9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i doğrudan bir mikrodenetleyici GPIO pininden sürebilir miyim?

C: GPIO'nun akım sağlama kapasitesine bağlıdır. Birçok MCU pini yalnızca 10-25mA sağlayabilir. 20mA'de muhtemelen sınıra yakın veya üzerindesiniz. Daha güvenli bir yaklaşım, GPIO'yu daha yüksek LED akımını anahtarlayan bir transistörü (örn., bir MOSFET) kontrol etmek için kullanmaktır.

S: Tepe Dalga Boyu (639nm) ile Baskın Dalga Boyu (631nm) arasında neden bir fark var?

C: Tepe dalga boyu, yayım spektrumunun fiziksel maksimumudur. Baskın dalga boyu, insan renk algısına (CIE çizelgesi) dayalı hesaplanmış bir değerdir. İnsan gözünün hassasiyeti (fotopik tepki) bu kaymaya neden olur, "görünen" rengin 631nm'ye karşılık gelmesini sağlar.

S: LED'i sürekli olarak 30mA'de çalıştırırsam ne olur?

C: Bu maksimum DC derecelendirmesi olsa da, mutlak maksimumda çalıştırmak daha fazla ısı üretecek, zamanla ışık verimliliğini azaltacak ve potansiyel olarak LED'in ömrünü kısaltacaktır. En iyi güvenilirlik için, çoğu uygulamada 15-20mA'ye kadar düşürme önerilir.

S: Sipariş verirken sınıf kodunu nasıl yorumlamalıyım?

C: Satın alma siparişinizde gerekli ışık şiddeti sınıf kodunu (örn., "P") belirtin; böylece 45-71 mcd aralığında parlaklığa sahip LED'ler aldığınızdan emin olursunuz. Bu, ürününüzün görünümünde tutarlılığı garanti eder.

10. Tasarım İçi Vaka Çalışması

Senaryo:

Kompakt bir IoT sensör modülü için bir durum göstergesi tasarlanıyor. PCB yoğun şekilde doldurulmuştur ve gösterge, kapalı ünitenin yanından görülebilmelidir.Uygulama:

LTST-S320KRKT, yandan yayıcı özelliği için seçilmiştir. PCB'nin kenarına yerleştirilir. 120Ω'luk bir akım sınırlayıcı direnç, 3.3V hattına seri bağlanır; bu da yaklaşık (3.3V - 2.4V)/120Ω = 7.5mA ileri akım sağlar. Bu, pil gücüyle çalışan IoT cihazları için kritik bir faktör olan güç tüketimini en aza indirirken, iç mekan kullanımı için yeterli parlaklık sağlar. LED'in geniş görüş açısı, kullanıcının bakış açısı mükemmel şekilde hizalanmamış olsa bile görünürlüğü garanti eder. Bileşen standart SMT montajı kullanılarak yerleştirilir ve IR reflow profili, termal hasar olmadan güvenilir bir lehim bağlantısı sağlamak için 260°C'de 10s sınırı içinde kalacak şekilde ayarlanır.11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTST-S320KRKT, AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanır. Bu malzeme, III-V grubundan bir bileşik yarı iletkendir. P-n bağlantısına ileri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Burada yeniden birleşirler ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakırlar. Aktif katmandaki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfitin spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu kırmızı LED için, bant aralığı yaklaşık 639 nm'ye karşılık gelen enerjiye sahip fotonlar üretecek şekilde tasarlanmıştır. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıkış desenini şekillendirir (130 derece görüş açısı) ve yarı iletken malzemeden ışık çıkarma verimini artırır.

12. Endüstri Trendleri

LTST-S320KRKT gibi gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha büyük entegrasyon yönünde devam etmektedir. AlInGaP, yüksek verimli kırmızı ve kehribar LED'ler için baskın teknoloji olmaya devam ederken, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) teknolojisi, yeşil, mavi ve beyaz dahil olmak üzere tüm görünür spektrumu yüksek verimlilikle kapsayacak şekilde ilerlemiştir. Gelecekteki gelişmeler, yandan görünümlü paketlerin daha da küçültülmesini ve çip ölçeğinde paketleme (CSP) LED'lerin artan benimsenmesini görebilir; bu, geleneksel plastik paketi ortadan kaldırarak daha küçük ayak izi ve potansiyel olarak daha iyi termal performans sağlar. Ayrıca, tam renkli gösterge dizileri ve tutarlı renk ve parlaklığın çok önemli olduğu sofistike insan-makine arayüzleri gibi uygulamaların taleplerini karşılamak için hassas renk ayarlama ve daha sıkı sınıflandırmaya artan bir vurgu vardır.

The trend in indicator LEDs like the LTST-S320KRKT continues towards higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While AlInGaP remains the dominant technology for high-efficiency red and amber LEDs, InGaN (Indium Gallium Nitride) technology has advanced to cover the full visible spectrum with high efficiency, including green, blue, and white. Future developments may see further miniaturization of side-looking packages and increased adoption of chip-scale packaging (CSP) LEDs, which eliminate the traditional plastic package for even smaller footprint and potentially better thermal performance. Additionally, there is a growing emphasis on precise color tuning and tighter binning to meet the demands of applications like full-color indicator arrays and sophisticated human-machine interfaces where consistent color and brightness are paramount.