LTST-S220KSKT Sarı SMD LED Veri Sayfası - EIA Paketi - Gerilim 2.4V - Güç 75mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S220KSKT, modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmış bir yüzey montajlı cihaz (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Yan bakışlı çip LED'ler ailesine aittir, yani ana ışık yayılımı, baskılı devre kartının (PCB) montaj düzlemine paralel yönlendirilmiştir. Bu yönelim, bir cihazın yanından görülebilen kenar aydınlatması veya durum göstergeleri gerektiren uygulamalar için özellikle kullanışlıdır. LED, sarıdan kırmızı spektrumda yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinen Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Cihaz, ışığı dağıtmayan su berraklığında bir lens içine kapsüllenmiştir; bu da gösterge amaçları için daha odaklanmış ve yoğun bir ışın hüzmesi sağlar.

Bu bileşenin temel avantajları, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğunu içerir ve bu da onu çevre düzenlemelerinin katı olduğu küresel pazarlar için uygun kılar. Geliştirilmiş lehimlenebilirlik ve korozyon direnci için kalay kaplı uçlara sahiptir. Paket, EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) spesifikasyonlarına göre standardize edilmiştir ve yüksek hacimli üretimde kullanılan çok çeşitli otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Ayrıca, yüzey montaj teknolojisinde kurşunsuz (Pb-free) lehim bağlantılarını monte etmek için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu LED'in hedef pazarı, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, otomotiv iç aydınlatması, enstrümantasyon ve otomatik montaj hatları kullanılarak entegre edilebilen, güvenilir, parlak, sarı bir durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulamayı içerir.

2. Teknik Parametreler Derin Amaç Yorumlaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez. Mutlak maksimum değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd): 75 mW. Bu, LED paketinin performansını veya ömrünü düşürmeden ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu sınırın aşılması termal hasar riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (IFP): 80 mA. Bu, aşırı bağlantı sıcaklığı artışını önlemek için genellikle darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akım (IF): 30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır. Optik karakteristiklerin test edilmesi için tipik çalışma koşulu 20 mA'dir.
• Ters Gerilim (VR): 5 V. Bu değerden daha yüksek bir ters gerilim uygulamak, LED'in PN ekleminin delinmesine ve geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -30°C ila +85°C. LED, bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır.
• Depolama Sıcaklık Aralığı: -40°C ila +85°C. Cihaz, bu daha geniş sıcaklık aralığında çalıştırılmadan depolanabilir.
• Infrared Lehimleme Koşulu: 260°C, 10 saniye. Bu, kurşunsuz montaj için kritik olan yeniden akış lehimleme işleminin tepe sıcaklığını ve zaman toleransını tanımlar.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C, IF=20mA) ölçülür ve cihazın performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv): 18.0 - 54.0 mcd (Tipik). Bu ölçüm, LED'in insan gözü (fotopik görüş) tarafından algılanan parlaklığını ifade eder. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3). Şiddet, CIE göz tepki eğrisini simüle eden bir filtre ile ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 130 derece (Tipik). Bu, merkez eksendeki (0°) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130°'lik bir açı, nispeten geniş bir görüş desenini gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP): 591 nm (Tipik). Bu, LED'in spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. Görünür spektrumun sarı bölgesine düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 589 nm (Tipik). Bu, CIE kromatik diyagramından türetilmiştir ve ışığın algılanan rengini en iyi tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Bu cihaz için tepe dalga boyuna çok yakındır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 20 nm (Tipik). Bu, emisyon spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliğidir. 20 nm değeri, orta derecede saf bir sarı rengi gösterir.
• İleri Yön Gerilimi (VF): 2.0 V (Min), 2.4 V (Typ), (Max 20mA'de belirtilmemiş). Bu, LED'in belirtilen akımda çalışırken üzerindeki gerilim düşümüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Ters Yön Akımı (IR): VR=5V'de 10 μA (Maks.). Bu, belirtilen ters voltaj uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.

ESD Hakkında Not: Veri sayfası, statik elektrik ve aşırı gerilimlerin LED'e zarar verebileceği konusunda uyarır. İşleme sırasında, topraklanmış bileklikler, antistatik eldivenler kullanmak ve tüm ekipmanın topraklı olduğundan emin olmak gibi uygun elektrostatik deşarj (ESD) önlemlerinin alınması şiddetle tavsiye edilir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler standart test akımındaki (20mA) ölçülen ışık şiddetine göre gruplara ayrılır. LTST-S220KSKT, aşağıdaki grup kod listesini kullanır:

• Grup M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 - 180.0 mcd

Her bir yoğunluk sınıfı için tolerans +/- %15'tir. Bu, Bin N olarak etiketlenmiş bir LED'in gerçek yoğunluğunun yaklaşık 23.8 mcd ile 51.75 mcd arasında olabileceği anlamına gelir. Tasarımcılar, uygulamaları için parlaklık gereksinimlerini belirtirken bu varyasyonu hesaba katmalıdır. Veri sayfası, bu özel parça numarası için dalga boyu veya ileri voltaj için ayrı sınıflar göstermemektedir; bu da bu parametreler için daha sıkı kontrol veya tek sınıf belirtimi olduğunu düşündürmektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metinde belirli grafikler detaylandırılmamış olsa da, böyle bir LED için tipik eğriler şunları içerir:

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current (I-V Curve): Bu eğri, ışık çıkışının ileri yön akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir.
• Göreceli Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Bu grafik, ortam (veya jonksiyon) sıcaklığı arttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir. AlInGaP LED'ler tipik olarak sıcaklık yükseldikçe çıkışta bir düşüş yaşar.
• İleri Gerilim - İleri Akım: Bu, bir diyodun üstel ilişki karakteristiğini gösterir. Gerilim akımla birlikte artar.
• İleri Gerilim - Ortam Sıcaklığı: İleri voltaj tipik olarak negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık arttıkça hafifçe azalır.
• Spektral Dağılım: Göreceli ışıma gücünün dalga boyuna karşı çizilmiş grafiği, yaklaşık 591 nm civarında bir tepe noktası ve yarı maksimumda yaklaşık 20 nm genişliğinde bir bant gösterir.

Bu eğriler, cihazın standart olmayan çalışma koşulları altındaki davranışını anlamak ve termal yönetim tasarımı için esastır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, bir EIA standardı SMD paket şekline uygundur. Aksi belirtilmediği sürece tüm boyutlar milimetre cinsinden ve tipik toleransı ±0.10 mm olarak verilmiştir. Veri sayfası, PCB ayak izi tasarımı için gerekli olan uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve diğer kritik mekanik özellikleri gösteren ayrıntılı bir boyut çizimi içerir.

5.2 Pad Tasarımı ve Polarite

Veri sayfası, PCB yerleşimi için önerilen lehimleme pad boyutlarını sağlar. Bu önerilere uyulması, güvenilir bir lehim bağlantısı ve yeniden akış sırasında uygun hizalama sağlar. Bileşenin, genellikle paket gövdesinde bir çentik veya katot göstergesi şeklinde bir polarite işareti vardır. LED'ler akımı yalnızca bir yönde iletebildiğinden doğru yönlendirme hayati önem taşır.

5.3 Bant ve Makara Paketleme

LED'ler, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluk için endüstri standardı 8mm şerit üzerinde ve 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir. Temel paketleme notları şunları içerir:

• Boş bileşen cepleri üst kapak bandı ile kapatılır.
• Her 7 inçlik makara 4000 adet içerir.
• Kalan parçalar için minimum paketleme miktarı 500 adettir.
• Makara spesifikasyonu başına en fazla iki ardışık eksik LED'ye (boş yuva) izin verilir.
• Paketleme, ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarına uygun yapılır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Kritik parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma Sıcaklığı: 150–200°C
• Ön Isıtma Süresi: Maksimum 120 saniye
• Tepe Sıcaklığı: Maximum 260°C
• Tepe Sıcaklığında Kalma Süresi: Maksimum 10 saniye (ve maksimum iki reflow döngüsüne izin verilir).

Profil, JEDEC standartlarına dayanmaktadır. Veri sayfası, optimum profilin spesifik PCB tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğunu vurgulamaktadır, bu nedenle karakterizasyon gereklidir.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, aşağıdaki sınırlamalar geçerlidir:

• Lehim Havyası Sıcaklığı: Maksimum 300°C
• Lehimleme Süresi: Maksimum 3 saniye (sadece bir kez).

6.3 Temizleme

Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, LED paketine zarar verebileceğinden kullanılmamalıdır. Temizlik gerekliyse, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan kısa süreyle daldırma önerilir.

6.4 Depolama Koşulları

• Kapalı Paket: ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayınız. Orijinal nem geçirmez paketinde desikant ile saklandığında raf ömrü bir yıldır.
• Açılmış Paket: Depolama ortam sıcaklığı 30°C'yi veya %60 bağıl nemi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan LED'ler bir hafta içinde IR yeniden akış işlemine tabi tutulmalıdır.
• Uzatılmış Depolama (Açık): Bir haftadan uzun süreli depolama için, LED'leri desikantlı kapalı bir kaba veya nitrojen desikatörüne yerleştirin. Ambalaj dışında bir haftadan fazla depolanan LED'ler, nem emilimini gidermek ve yeniden akış sırasında "popcorning"i önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat tavlanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu yandan bakışlı sarı LED, PCB'nin üst yüzeyinde alanın kısıtlı olduğu veya göstergenin kenardan görülmesi gereken uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanım alanları şunlardır:

• Tüketici elektroniğinde durum göstergeleri (yönlendiriciler, set üstü kutular, şarj cihazları).
• Membran anahtarlar veya yandan aydınlatmalı paneller için arka aydınlatma.
• Otomotiv iç mekanlarında gösterge paneli ve kontrol paneli aydınlatması.
• Endüstriyel ekipman durum ve arıza göstergeleri.
• Taşınabilir cihazlarda pil seviyesi veya şarj göstergeleri.

7.2 Tasarım Hususları

• Current Drive: LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında, düzgün parlaklık sağlamak için bir akım sınırlama mekanizması gereklidir. Bu genellikle seri bir direnç veya sabit akım sürücü devresi kullanılarak sağlanır. Direnç değeri şu formülle hesaplanabilir: R = (Vcc - VF) / IF. Burada Vcc besleme voltajı, VF LED ileri voltajıdır (güvenlik için maks. veya tip. değer kullanın) ve IF istenen ileri akımdır (örn. 20mA).
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, eklem sıcaklığını sınırlar içinde tutmak, uzun ömür ve kararlı ışık çıkışı için çok önemlidir. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlayın.
• ESD Koruması: LED'e bağlı hassas sinyal hatlarına ESD koruma diyotları ekleyin veya sürücü devresinin özellikle LED kullanıcı tarafından erişilebilir durumdaysa doğal korumaya sahip olduğundan emin olun.
• Optik Tasarım: Su berraklığındaki lens odaklanmış bir ışın hüzmesi üretir. Yayılmış veya daha geniş bir aydınlatma deseni gerekiyorsa, mekanik tasarımda harici difüzörler veya ışık kılavuzları dikkate alınmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer sarı gösterge LED'lerine kıyasla, LTST-S220KSKT'nin temel farklılaştırıcı özellikleri şunlardır:

• Yan Görünümlü Paket: Üstten yayılımlı LED'lerin aksine, bu form faktörü dikey alandan tasarruf sağlar ve benzersiz aydınlatma geometrilerine olanak tanır; bu da belirgin bir mekanik avantajdır.
• AlInGaP Teknolojisi: Eski Sarı Galyum Fosfür (GaP) tabanlı LED'lere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar, bu da daha parlak ve daha tutarlı bir çıktı ile sonuçlanır.
• Tam Süreç Uyumluluğu: Bant ve makara paketleme, otomatik yerleştirme ve IR yeniden akış lehimleme için tasarımı, onu uygun maliyetli, yüksek hacimli, otomatik üretim için tercih edilen bir seçenek haline getirir.
• RoHS Uyumluluğu: Modern çevre standartlarına uyar, bu birçok pazar için zorunlu bir gerekliliktir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q1: 5V besleme için hangi dirence ihtiyacım var?
A: 2.4V tipik ileri voltajı (VF) ve 20mA hedef akımı (IF) kullanıldığında, seri direnç değeri R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm'dur. Standart 130Ω veya 150Ω direnç uygun olacaktır. Gerçek parlaklığı her zaman doğrulayın ve daha muhafazakar bir tasarım için maksimum VF kullanmayı düşünün.

Q2: Bu LED'i 3.3V'luk bir mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?
A: Evet, ancak mevcut voltaj marjı küçüktür. VF_min 2.0V, VF_tipik 2.4V'dir. 3.3V'da direnç hesaplaması R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 Ohm olur. Bu mümkündür, ancak VF ve besleme voltajındaki değişiklikler önemli akım değişikliklerine neden olabilir. Kritik uygulamalar için sabit akımlı sürücü veya dikkatli karakterizasyon önerilir.

Q3: Görüş açısı neden bu kadar geniş (130°)?
A> The side-looking package and the water-clear lens design are optimized to emit light over a broad hemisphere. This is beneficial for indicators that need to be visible from various angles without requiring a diffused lens.

Q4: Bir siparişteki bin kodunu (örneğin, N) nasıl yorumlarım?
A: Bin kodu, garanti edilen ışık şiddeti aralığını belirtir. Bin N sipariş etmek, 20mA'de 28.0 ila 45.0 mcd arasında bir şiddete sahip LED'ler almanızı sağlar. Minimum parlaklık gerektiren uygulamalar için uygun bin kodunu belirtin veya tedarikçinize danışarak mevcudiyeti kontrol edin.

10. Pratik Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Durum Göstergesi Tasarımı
Bir tasarımcı, ince bir yönlendiricinin önünden görülebilen bir güç/aktivite göstergesine ihtiyaç duyar. PCB dikey olarak monte edildiğinden, yana bakan bir LED idealdir. LTST-S220KSKT'yi PCB'nin kenarına, ışığı yönlendiricinin ön panelindeki küçük bir pencereye yönlendiren bir ışık kılavuzuna bakacak şekilde yerleştirirler. 47Ω seri direnç kullanarak 3.3V sistem hattından sürerler, bu da yaklaşık 19mA ((3.3V-2.4V)/47Ω) akımla sonuçlanır. Işık kılavuzu üzerinden yeterli parlaklığın görülebilmesini sağlamak için Bin P LED'leri seçerler. Tasarım, veri sayfasında belirtilen otomatik seç-ve-yerleştir ve reflow işlemini kullanarak güvenilir ve hızlı montaj sağlar.

11. İlke Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerlerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Bu olaya elektrolüminesans denir. LTST-S220KSKT'de aktif bölge, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP)'den yapılmıştır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi yarı iletkenden elektronlar ve p-tipi yarı iletkenden oyuklar aktif bölgeye enjekte edilir. Bir elektron bir oyukla yeniden birleştiğinde, daha yüksek bir enerji durumundan daha düşük bir enerji durumuna düşer ve enerjisini bir foton (ışık parçacığı) şeklinde salar. AlInGaP alaşımının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, sarı (~589-591 nm). Yandan ışık veren paket, üretilen ışığı paketin yan tarafına yönlendirmek için yansıtıcı bir boşluk ve kalıplanmış bir epoksi lens içerir.

12. Gelişim Eğilimleri

Bu tür SMD göstergeli LED'lerin eğilimi, birkaç önemli alana doğru ilerlemeye devam etmektedir:

• Artan Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri, aynı parlaklık için güç tüketimini azaltarak watt başına daha fazla lümen (verimlilik) üretmeyi amaçlamaktadır.
• Küçültme: Paket boyutları, optik performansı korurken veya iyileştirirken (örneğin, 0603'ten 0402 metrik boyutlara) küçülmeye devam etmekte ve daha yoğun PCB tasarımlarına olanak sağlamaktadır.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Kararlılık: Ambalaj malzemeleri ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, zaman ve sıcaklık karşısında ömrü ve renk kararlılığını artırır.
• Daha Geniş Renk Gamı ve Tutarlılık: Dalga boyu ve yoğunluk için daha sıkı sınıflandırma toleransları standart hale geliyor ve tasarımcılara daha öngörülebilir performans sağlıyor.
• Entegrasyon: Çoklu LED'lerin (örn. RGB), kontrol entegre devrelerinin ve hatta pasif bileşenlerin tek, daha akıllı modüler paketlerde entegre edilmesine yönelik artan bir eğilim bulunmaktadır.

LTST-S220KSKT gibi bileşenler, bu gelişen ortamda performans, maliyet ve üretilebilirliği dengeleyen olgun ve son derece optimize edilmiş bir çözümü temsil eder.