SMD LED LTST-C190KEKT Veri Sayfası - AlInGaP Kırmızı - 130° Görüş Açısı - 1.7-2.5V - 30mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C190KEKT, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED lambasıdır. Geniş bir elektronik ekipman yelpazesinde, alanı kısıtlı uygulamalar için tasarlanmış minyatür LED ailesine aittir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED, modern elektronik üretimine uygun hale getiren birkaç önemli avantaj sunar. Başlıca özellikleri arasında RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluk, verimli kırmızı ışık yayılımı için ultra parlak bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken çip kullanımı ve standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde paketleme yer alır. Cihaz aynı zamanda, yüksek hacimli SMD montajı için endüstri standardı olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır.

Hedef uygulamalar, bileşenin çok yönlülüğünü yansıtacak şekilde çeşitlidir. Başlıca pazarlar arasında telekomünikasyon ekipmanları (örneğin, telsiz ve cep telefonları), ofis otomasyon cihazları (örneğin, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri), ev aletleri ve kapalı alan tabela veya ekran uygulamaları bulunur. Bu cihazlar içindeki spesifik fonksiyonel kullanımlar, tuş takımı veya klavye arka aydınlatması, durum göstergesi, mikro ekranlar ve sinyal veya sembol aydınlatmasını kapsar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

LTST-C190KEKT'nin performansı, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda belirtilen bir dizi mutlak maksimum değer ve standart elektriksel/optik karakteristiklerle tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):80 mA. Bu, yalnızca %10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Voltaj (V_R):5 V. Bu değeri aşan bir ters voltaj uygulamak, jonksiyon bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır; bu, kurşunsuz (Pb-free) lehim reflow profilleri için tipiktir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, standart test koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):20mA ileri akımında (I_F) 28.0 ila 112.0 mcd (millikandela). Şiddet, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende (0°) ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu gibi geniş bir görüş açısı, odaklanmış bir ışın demetinden ziyade geniş, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):632.0 nm (nanometre). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=20mA'da 617.0 ila 631.0 nm. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Aralık, bireysel birimler arasındaki potansiyel değişimi gösterir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm. Bu, yayılım tepe noktasının yarı maksimumda tam genişliği (FWHM) olarak ölçülen spektral bant genişliğini gösterir.
• İleri Voltaj (V_F):I_F=20mA'da 1.7 ila 2.5 V. Bu, LED çalışırken üzerindeki voltaj düşümüdür. Aralık, yarı iletken malzemedeki normal üretim varyasyonlarını hesaba katar.
• Ters Akım (I_R):5V ters voltajında (V_R) maksimum 10 μA (mikroamper).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Nihai ürünlerde parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler genellikle üretim sonrasında performans sınıflarına ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıf Kodu

Kırmızı renkli LTST-C190KEKT için, ışık şiddeti 20mA'da ölçüldüğünde aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

• Sınıf Kodu N:Minimum 28.0 mcd, Maksimum 45.0 mcd.
• Sınıf Kodu P:Minimum 45.0 mcd, Maksimum 71.0 mcd.
• Sınıf Kodu Q:Minimum 71.0 mcd, Maksimum 112.0 mcd.

Her sınıfın limitlerine +/-%15 tolerans uygulanır. Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için garanti edilmiş minimum parlaklığa sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır; bu, çoklu LED dizilerinde tek tip görünüm elde etmek için kritik öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında spesifik grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örneğin, sayfa 5/11), bunların tipik çıkarımları burada analiz edilmiştir.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

Bir LED'in I-V karakteristiği doğrusal değildir. Burada kullanılan AlInGaP malzemesi için, tipik ileri voltaj 20mA'da 1.7V ila 2.5V arasındadır. Eğri, açılma eşiğinin ötesindeki küçük bir voltaj artışının akımda hızlı bir artışa yol açtığını gösterir. Bu nedenle, LED'ler termal kaçak ve tahribatı önlemek için sabit voltaj kaynağı değil, akım sınırlı bir kaynak tarafından sürülmelidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir çalışma aralığında ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çip içindeki artan ısı üretimi nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir. Önerilen 20mA test koşulunda veya altında çalıştırmak, optimal performans ve uzun ömür sağlar.

4.3 Spektral Dağılım

Yayılım spektrumu, yaklaşık 20 nm yarı genişliği ile 632 nm (tepe) civarında merkezlenmiştir. Bu, nispeten saf bir kırmızı rengi tanımlar. Baskın dalga boyu (617-631 nm) algılanan tonu belirler. Bu aralık içindeki varyasyonlar normaldir ve üretim süreciyle yönetilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite Tanımlama

LED standart bir SMD paketinde bulunur. Lens rengi su berraklığındadır, ışık kaynağı ise AlInGaP çipinden kırmızı ışık yayar. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve standart tolerans ±0.1 mm'dir. Paket, yerleştirme sırasında doğru yönlendirme (polarite) için özellikler içerir, genellikle gövde üzerinde bir işaret veya asimetrik bir şekil ile gösterilir. Doğru polarite, cihazın çalışması için esastır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

PCB için önerilen bir lehim pedi deseni (footprint) sağlanmıştır; bu, reflow işlemi sırasında ve sonrasında uygun lehim bağlantısı oluşumu, mekanik stabilite ve termal yönetimi sağlamak içindir. Bu tasarıma uymak, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek ve LED jonksiyonundan PCB izleri yoluyla ısı dağılımını yönetmek için kritik öneme sahiptir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) montaj için gerekli olan kızılötesi reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. JEDEC standartlarına uyan önerilen bir profil sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üstünde Kalma Süresi (tepede):Maksimum 10 saniye. Cihaz bu profili maksimum iki kez dayanabilir.

Optimal profilin spesifik PCB tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğu vurgulanmaktadır. Spesifik uygulama için karakterizasyon önerilir.

6.2 El Lehimlemesi (Lehim Havyası)

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Ped başına maksimum 3 saniye.
• Sıklık:Bu, termal stresi önlemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Uygun depolama, lehimlenebilirliği ve cihaz bütünlüğünü korumak için hayati öneme sahiptir.

• Kapalı Paket (Nem Bariyerli Torba):≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Orijinal nem geçirmez torbada ve kurutucu ile depolandığında raf ömrü bir yıldır.
• Açılmış Paket:Ortam 30°C veya %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler bir hafta içinde IR-reflow edilmelidir (Nem Hassasiyet Seviyesi 3, MSL 3'e karşılık gelir). Orijinal torba dışında daha uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kap veya nitrojen desikatörü kullanın. Orijinal ambalajdan çıkarılıp bir haftadan fazla açıkta depolanan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi uzaklaştırmak ve reflow sırasında \"patlamayı\" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

6.4 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar plastik paketi veya lensi hasara uğratabilir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Devre Tasarımı

Bir LED, akımla çalışan bir cihazdır. Tutarlı parlaklık sağlamak için, özellikle birden fazla LED paralel olarak kullanıldığında, her LED'in seri bağlı kendi akım sınırlayıcı direnci olmalıdır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynak- V_F) / I_F, burada V_F istenen I_F akımındaki LED'in ileri voltajıdır. Bireysel V_F varyasyonları nedeniyle, birden fazla paralel LED için ortak bir direnç kullanılması önerilmez; bu, akımda ve dolayısıyla parlaklıkta önemli farklılıklara yol açabilir.

7.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da (maks. 75mW), uygun termal tasarım LED ömrünü uzatır ve kararlı ışık çıkışını korur. Önerilen PCB pedi düzeninin kullanıldığından emin olmak, ısının LED jonksiyonundan uzaklaştırılmasına yardımcı olur. LED'i maksimum 30mA DC değerinden daha düşük akımlarda çalıştırmak, jonksiyon sıcaklığını düşürür ve uzun vadeli güvenilirliği artırır.

7.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarja ve voltaj dalgalanmalarına karşı hassastır. Gizli veya felaket hasarını önlemek için elleçleme önlemleri gereklidir. Cihazları elleçlerken topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven kullanılması önerilir. Çalışma istasyonları ve lehim havyaları dahil tüm ekipmanlar uygun şekilde topraklanmalıdır.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

8.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LTST-C190KEKT standart olarak, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Bu paketleme, otomatik elleçleme için ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

• Makara Başına Adet:4000 adet.
• Kalanlar için Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):500 adet.
• Yuva Kapsama:Şerit üzerindeki boş bileşen yuvaları üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler:Bir makarada izin verilen maksimum ardışık eksik lamba sayısı ikidir.

Makine kurulumu ve uyumluluk doğrulaması için şerit yuvası ve makaranın detaylı boyut çizimleri veri sayfasında sağlanmıştır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C190KEKT, bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. Standart GaAsP (Galyum Arsenür Fosfit) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımı için daha parlak çıkış sağlar. Ayrıca tipik olarak hem ışık çıkışı hem de dalga boyu için daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar. Geniş 130 derecelik görüş açısı, onu daha dar ışın demetine sahip LED'lerden ayıran bir tasarım tercihidir; bu da geniş açılardan görülebilmesi gereken alan aydınlatması ve durum göstergeleri için ideal kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P):LED'in en fazla optik güç yaydığı spesifik dalga boyu. Spektrumdan alınan fiziksel bir ölçümdür.
Baskın Dalga Boyu (λ_d):İnsan gözünün ışığın algılanan rengine karşılık gelen, CIE renk tablosundan hesaplanan bir değerdir. Kırmızı LED gibi monokromatik bir kaynak için genellikle birbirine yakındırlar, ancak λ_d renk spesifikasyonu ve sınıflandırma için kullanılan parametredir.

10.2 LED'i tipik ileri voltajında çalıştırsam bile neden bir akım sınırlayıcı direnç gereklidir?

İleri voltajın (V_F) bir tolerans aralığı vardır (1.7V ila 2.5V). Sabit 2.0V uygularsanız, düşük V_F değeri 1.7V olan bir LED aşırı akım çekebilirken, yüksek V_F değeri 2.5V olan bir LED hiç yanmayabilir. Daha kritik olarak, V_F sıcaklık arttıkça azalır. Sabit voltaj kaynağı termal kaçaklara yol açabilir: LED ısındıkça, V_F düşer, akım artar, daha fazla ısı üretir, V_F daha da düşer, ta ki arızalanana kadar. Seri bir direnç (veya daha iyisi, sabit akım sürücüsü) negatif geri besleme sağlayarak çalışma noktasını stabilize eder.

10.3 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık sinyali ile sürebilir miyim?

Hayır. Doğrudan 3.3V veya 5V dijital çıkış pinine bağlamak, bu voltajı LED üzerine uygular. Tipik V_F değeri ~2.0V olduğundan, fazla voltaj çok yüksek bir akımın akmasına neden olur; bu akım yalnızca çipin ve çıkış pininin küçük iç direnci ile sınırlıdır ve muhtemelen LED'i anında tahrip eder. Bir LED'i voltaj kaynağından sürerken her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için çoklu LED durum göstergesi paneli tasarlama.
Panel, güç, internet bağlantısı, Wi-Fi aktivitesi vb. göstermek için 5 kırmızı durum LED'i gerektirir. Sistem 3.3V besleme hattı kullanır.
Tasarım Adımları:
1. Çalışma Akımını Seçin:I_F= 20mA seçin; bu standart test koşuludur ve güvenli çalışma alanı içinde iyi parlaklık sağlar.
2. Direnç Değerini Hesaplayın:Konservatif bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.5V) kullanın; bu, yüksek-V_F parçalarla bile tüm LED'lerin yanmasını sağlar. R = (3.3V - 2.5V) / 0.020A = 40 Ohm. En yakın standart değer 39 Ohm veya 43 Ohm'dur.
3. Dirençteki Gücü Kontrol Edin: P_R= I_F²* R = (0.02)²* 39 = 0.0156W. Standart 1/10W (0.1W) direnç fazlasıyla yeterlidir.
4. Devre Düzeni:Her biri bir LED ve bir 39-ohm dirençten oluşan beş özdeş devre uygulayın, hepsi 3.3V hattı ve çıkış olarak ayarlanmış ayrı mikrodenetleyici GPIO pinleri arasına bağlanır. Bir pini LOW (0V) yapmak devreyi tamamlar ve LED'i yakar.
5. PCB Tasarımı:Veri sayfasındaki önerilen lehim pedi desenini kullanın. 20mA akım için yeterli iz genişliği sağlayın.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans adı verilen bir süreçle ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Yarı iletken malzemenin (bu durumda AlInGaP) p-n jonksiyonuna ileri voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler jonksiyon bölgesine enjekte edilir. Bir elektron bir delikle yeniden birleştiğinde, iletim bandındaki daha yüksek bir enerji durumundan değerlik bandındaki daha düşük bir enerji durumuna düşer. Enerji farkı bir foton (ışık parçacığı) şeklinde salınır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), burada kullanılan AlInGaP bileşiğinin temel bir özelliği olan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi ile belirlenir ve bu da kırmızı ışık yayılımı ile sonuçlanır.

13. Teknoloji Trendleri

Optoelektronik endüstrisi, LTST-C190KEKT gibi SMD LED'leri etkileyen birkaç önemli trendle birlikte gelişmeye devam etmektedir. Enerji verimliliğini artıran, artan ışık verimliliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) için sürekli bir çaba vardır. Minyatürleşme, optik performansı korurken veya iyileştirirken daha küçük paket boyutlarına doğru itmeye devam etmektedir. Çeşitli çevresel koşullar altında gelişmiş güvenilirlik ve daha uzun çalışma ömrü de önemli geliştirme hedefleridir. Ayrıca, renk tutarlılığının çok önemli olduğu yüksek kaliteli ekran ve aydınlatma uygulamalarının taleplerini karşılamak için renk ve parlaklık için daha sıkı sınıflandırma toleransları standart hale gelmektedir.