Turuncu SMD LED LTST-S220KFKT Veri Sayfası - AlInGaP Çip - 20mA - 90mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S220KFKT, yüksek parlaklıklı, yandan ışık veren bir Yüzey Montajlı Cihaz (SMD) LED'dir. Verimli ve parlak turuncu ışık üretmesiyle bilinen bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken çip kullanır. Bu bileşen, otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve standart kızılötesi reflow lehimleme teknikleriyle uyumludur, bu da yüksek hacimli üretim için uygun kılar. Ana uygulama alanı, alanın kısıtlı olduğu ve yandan ışık yayma profilinin avantajlı olduğu çeşitli elektronik cihazlarda gösterge ışığı veya arka aydınlatma kaynağı olarak kullanımdır.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Parlaklık:AlInGaP teknolojisi, 20mA ileri akımda tipik 90 milikandela (mcd) değeriyle yüksek ışık şiddeti sağlar.
• Geniş Görüş Açısı:130 derecelik görüş açısı (2θ1/2) özelliğine sahiptir, bu da çeşitli açılardan iyi görünürlük sağlar.
• Otomasyona Uygun:7 inçlik makaralara sarılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir, verimli PCB montajı için otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumludur.
• Sağlam Yapı:10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklık toleransı ile standart kurşunsuz (Pb-free) kızılötesi reflow lehimleme profillerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
• Uyumluluk:Ürün, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in performansını ve çalışma limitlerini tanımlayan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı bir dökümünü sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya altında uzun süreli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin güvenle ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):80 mA. Bu, tipik olarak 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği gibi koşullarda belirtilen izin verilen maksimum darbe akımıdır. Kısa, yüksek yoğunluklu parlamalar için kullanılır.
• Sürekli İleri Akım (IF):30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için maksimum kararlı durum akımıdır.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması LED'in PN eklemine zarar verebilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-30°C ila +85°C. LED'in doğru şekilde çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-40°C ila +85°C. Cihaz güçsüzken güvenli depolama için sıcaklık aralığıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

25°C standart ortam sıcaklığında ölçülen bu parametreler, LED'in normal çalışma koşullarındaki tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):IF=20mA'de minimum 45.0 mcd'den tipik 90.0 mcd'ye kadar değişir. Bu, insan gözü tarafından algılanan ışık çıkışının parlaklığını ölçer.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'de tipik 2.4V, maksimum 2.4V. Bu, LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Tepe Dalga Boyu (λP):611 nm. Bu, optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. Bu turuncu LED için, spektrumun turuncu-kırmızı kısmına düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd):605 nm. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):17 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik (saf renk) bir ışık çıkışı anlamına gelir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 μA. Bu, LED maksimum değeri dahilinde ters öngerilimlendiğinde akan küçük sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler ölçülen ışık şiddetlerine göre sınıflara ayrılır. LTST-S220KFKT, 20mA'de ölçülen aşağıdaki kodlar ve aralıklarla bir sınıflandırma sistemi kullanır. Her yoğunluk sınıfı için tolerans +/-%15'tir.

• Sınıf Kodu P:45.0 - 71.0 mcd
• Sınıf Kodu Q:71.0 - 112.0 mcd
• Sınıf Kodu R:112.0 - 180.0 mcd
• Sınıf Kodu S:180.0 - 280.0 mcd

Bu, tasarımcıların tek tip parlaklık seviyeleri gerektiren uygulamalar için belirli bir sınıftan LED seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da, bunların etkileri tasarım için kritiktir.

4.1 Akım - Işık Şiddeti İlişkisi (I-Iv Eğrisi)

Bir LED'in ışık çıkışı (ışık şiddeti), bir noktaya kadar içinden geçen ileri akımla doğru orantılıdır. Önerilen sürekli akımın (30mA) üzerinde çalıştırmak, aşırı ısınmaya, ömrün kısalmasına ve renk kaymasına yol açabilir. Darbe akım değeri (80mA), termal hasar olmadan daha yüksek parlaklıkta kısa patlamalara izin verir.

4.2 Sıcaklığa Bağımlılık

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Eklem sıcaklığı arttıkça:

• Işık Şiddeti Azalır:Işık çıkışı tipik olarak düşer. Veri sayfası özellikleri 25°C'dedir; daha yüksek çalışma sıcaklıklarında çıkış daha düşük olacaktır.
• İleri Gerilim Azalır:VF negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Dalga Boyu Kayar:Tepe ve baskın dalga boyları hafifçe kayabilir, bu da algılanan rengi etkileyebilir.

Performansı ve güvenilirliği korumak için uygun termal yönetim (örn., ısı emici için yeterli PCB bakır alanı) esastır.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral eğri, farklı dalga boylarındaki ışık yoğunluğunu gösterir. 611nm'deki tepe ve 17nm yarı genişlik, bunun nispeten dar spektral bant genişliğine sahip, doygun renk sağlayan bir turuncu LED olduğunu doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED, yandan ışık veren bir paket tasarımına sahiptir, yani ana ışık yayılımı bileşenin üstünden değil yanındandır. Bu, kenar aydınlatma uygulamaları için idealdir.

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Bileşen, bir EIA standart paket şemasını takip eder. Ana boyutsal toleranslar tipik olarak ±0.10mm'dir. Katot (negatif terminal) genellikle paket üzerinde bir çentik, nokta veya kesik uç gibi bir işaretle belirtilir. Veri sayfası, reflow sırasında uygun hizalama ve lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için önerilen lehim pedi düzeniyle detaylı bir boyutsal çizim içerir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Tasarımı

İyi lehim verimi ve mekanik stabiliteyi kolaylaştırmak için önerilen bir lehim pedi şablonu (footprint) sağlanmıştır. Bu tasarımı takip etmek, "mezar taşı" (bir ucun pedden kalkması) veya yetersiz lehim bağlantıları gibi sorunları önlemeye yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow (Yeniden Akış) Lehimleme Profili

LED, kurşunsuz (Pb-free) kızılötesi reflow işlemleriyle uyumludur. JEDEC standartlarına uyan önerilen bir profil sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:Lehim pastası flux'unu etkinleştirmek ve kartı kademeli olarak ısıtmak için 150-200°C'de 120 saniyeye kadar.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süresi (TAL):Lehim bağlantısının erime noktasının üzerinde geçirdiği süre, uygun ıslanma için yeterli olmalı ancak LED üzerinde termal strese neden olmamak için aşırı olmamalıdır. Profil, maksimum 10 saniyelik bir tepe sıcaklık süresi önerir.

Bileşen bu reflow işlemine maksimum iki kez dayanabilir.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya kullanın. Her bağlantı için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın ve plastik pakete ve iç tel bağlantılarına termal hasarı önlemek için sadece bir kez lehim yapın.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Plastik lensi veya paketi hasar verebilecek agresif veya belirtilmemiş kimyasallar kullanmaktan kaçının.

6.4 Depolama ve Taşıma

• ESD Önlemleri:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) duyarlıdır. Taşıma sırasında bileklik, antistatik paspas ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanın.
• Nem Hassasiyeti:Veri sayfası paketin kapalı olduğunu belirtse de, orijinal ambalaj açıldıktan sonra SMD bileşenleri için standart MSL (Nem Hassasiyet Seviyesi) önlemleri geçerlidir. Ortam nemine maruz kalırsa, reflow öncesinde "patlamış mısır" (ısıtma sırasında buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) etkisini önlemek için bir kurutma işlemi (örn., 60°C'de 20 saat) gerekebilir.
• Depolama Koşulları:Açılmış paketler için, ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde depolayın. En iyi sonuçlar için bir hafta içinde kullanılması önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme formatı, otomatik montaj için çok önemlidir.

• Bant ve Makara:Bileşenler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bantlara yerleştirilir.
• Makara Boyutu:7 inç çapında.
• Makara Başına Adet:4000 adet.
• Paketleme Notları:Boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır. Ardışık eksik bileşen maksimum sayısı ikidir. Kalanlar için minimum sipariş miktarı 500 adettir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Tutarlı parlaklık ve uzun ömür sağlamak için, bir gerilim kaynağı kullanırken sabit bir akımla veya seri bir akım sınırlayıcı dirençle sürülmelidirler.

Seri Direnç için Örnek Hesaplama (5V besleme, tipik VF=2.4V, IF=20mA kullanarak):
Direnç Değeri, R = (Vbesleme - VF) / IF = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm.
Direnç Güç Değeri, P = (Vbesleme - VF) * IF = (2.6V) * 0.020A = 0.052W. Standart 1/8W (0.125W) veya 1/10W direnç yeterlidir.

Birden fazla LED için, besleme gerilimi yeterince yüksekse, paralel bağlantılara tercih olarak seri bağlamak, her LED'den aynı akımın geçmesini sağlayarak tek tip parlaklığı teşvik eder.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Özellikle maksimum akım değerlerine yakın çalışılıyorsa, PCB düzeninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun. Termal pedi (varsa) bir toprak katmanına bağlamak ısıyı dağıtmaya yardımcı olabilir.
• Akım Sınırlama:Bir LED'i asla bir akım sınırlama mekanizması olmadan doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın.
• Ters Gerilim Koruması:Ters öngerilim uygulamaktan kaçının. Ters gerilimin mümkün olduğu devrelerde (örn., AC kuplaj), LED ile paralel bir koruma diyotu eklemeyi düşünün (katot-katot, anot-anot).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-S220KFKT, AlInGaP teknolojisi ve yandan görünüm paketinin kombinasyonuyla kendini farklılaştırır. Eski GaAsP veya GaP LED'lere kıyasla, AlInGaP turuncu/kırmızı renkler için önemli ölçüde daha yüksek verimlilik ve parlaklık sunar. Yandan ışık veren form faktörü, ışığın bir yüzey boyunca yatay olarak yönlendirilmesi gereken uygulamalar için (düğme arka aydınlatması, cihaz kenarındaki durum göstergeleri veya ışık kılavuzları gibi) tasarım esnekliği sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λP), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), gördüğümüz rengi en iyi temsil eden, insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Genellikle yakındırlar ancak aynı değildirler.

10.2 Bu LED'i 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

Evet. 20mA'de tipik VF=2.4V kullanarak, seri direnç R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm olarak hesaplanır. Direncin güç değerinin yeterli olduğundan emin olun (0.9V * 0.02A = 0.018W).

10.3 Sürekli akımdan çok daha yüksek bir tepe akım değeri neden var?

Tepe akım değeri (80mA), çok kısa darbeler (0.1ms) içindir. Bu, LED'in sinyal verme amaçları için çok daha parlak bir parlama üretmesine, ısının birikmek için yeterli zaman olmadığından eklem sıcaklığının zarar verici seviyelere yükselmesine izin vermeden olanak tanır. Sabit aydınlatma için, sürekli akım (30mA) aşılmamalıdır.

10.4 Sınıf (bin) kodunu nasıl yorumlarım?

Makara etiketindeki veya ambalajdaki sınıf kodu (örn., P, Q, R, S), içindeki LED'lerin ışık şiddeti aralığını gösterir. Tek bir sınıftan seçim yapmak, ürününüzde tutarlı parlaklık sağlar. Örneğin, aynı akımda sürüldüğünde, S sınıfı LED'ler P sınıfı LED'lerden önemli ölçüde daha parlaktır.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Taşınabilir bir cihaz için düşük pil göstergesi tasarlama.
LTST-S220KFKT mükemmel bir seçimdir. Turuncu rengi yaygın bir uyarı göstergesidir. Yandan görünüm paketi, PCB'nin kenarına monte edilerek ışığın cihaz kasanın üzerindeki yarı saydam bir pencereye yönlendirilmesine olanak tanır. Cihazın 3.3V hattından bir GPIO pini ve seri bir direnç üzerinden 15-20mA'de sürüldüğünde, net ve parlak bir sinyal sağlar. 130 derecelik geniş görüş açısı, cihaza açıdan bakıldığında bile göstergenin görünür olmasını sağlar. Reflow lehimlemeyle uyumluluğu, diğer tüm SMD bileşenlerle birlikte tek seferde montaj edilmesine olanak tanıyarak üretim maliyetini düşürür.

12. Çalışma Prensibi

Bir LED, bir yarı iletken diyottur. Bant aralığı gerilimini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (bu durumda AlInGaP çip) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yarı iletkenin özel malzeme bileşimi (AlInGaP), bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu örnekte turuncu. Yandan ışık veren paket, çipten yayılan ışığı şekillendiren ve yana doğru yönlendiren kalıplanmış bir plastik lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

AlInGaP malzemelerinin kullanımı, yüksek verimli kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler üretmek için yerleşik ve olgun bir teknolojiyi temsil eder. Daha geniş LED endüstrisindeki devam eden gelişmeler, verimliliği (vat başına lümen) artırmaya, renk geri verimini iyileştirmeye ve daha yüksek güç yoğunluklarını mümkün kılmaya odaklanmaktadır. LTST-S220KFKT gibi gösterge tipi LED'ler için trendler, daha fazla küçültme, daha da geniş görüş açılarının geliştirilmesi ve zorlu montaj süreçleriyle gelişmiş uyumluluk içerir. Elektronik üretimde daha yüksek otomasyon ve güvenilirliğe yönelik itici güç, delikli bileşenlere kıyasla sağlam, reflow lehimlenebilir SMD LED'leri standart seçim haline getirmeye devam etmektedir.