SMD LED Yeşil Kubbe Lens LTST-C930TGKT Veri Sayfası - 2.8x3.2V - 76mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C930TGKT, yeşil ışık üretmek için İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken malzeme kullanan, yüksek parlaklıklı bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Düz lens alternatiflerine kıyasla ışık çıkışını ve görüş açısı özelliklerini geliştirmek için tasarlanmış, ayırt edici bir kubbe şeklinde lense sahiptir. Bu bileşen, otomatik yerleştirme montaj sistemleri ve standart reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmış olup, yüksek hacimli üretim ortamlarına uygundur. Başlıca uygulamaları arasında durum göstergeleri, küçük ekranlar için arka aydınlatma, panel aydınlatması ve güvenilir, tutarlı yeşil aydınlatmanın gerekli olduğu çeşitli tüketici elektroniği yer alır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in temel avantajları, malzemesi ve paket tasarımından kaynaklanmaktadır. InGaN çip teknolojisi, kırmızı veya mavi LED'lere kıyasla genellikle yüksek parlaklıkta elde etmesi daha zor olan verimli yeşil ışık yayımı sağlar. Kubbe lens, birincil optik görevi görerek yarı iletken çipten ışık çıkarma verimliliğini etkin bir şekilde artırır ve daha geniş, daha düzgün bir görüş açısı sağlar. Cihaz, otomatik üretim hatlarına sorunsuz entegrasyonu sağlamak için EIA standartlarına uygun olarak 7 inç makaralar için 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir. Hedef pazar, LED'in güvenilir bir görsel gösterge bileşeni olarak hizmet verdiği, özellikle ofis otomasyonu, iletişim cihazları ve ev aletleri sektörlerindeki geniş bir elektronik ekipman üreticisi yelpazesini kapsar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LTST-C930TGKT için belirtilen elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı bir dökümünü sunarak tasarım mühendislerine bağlam sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Güç Dağılımı (Pd):76 mW. Bu, LED paketinin 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, yarı iletken bağlantının aşırı ısınma riski taşır.
• DC İleri Akım (IF):20 mA. Güvenilir uzun vadeli performans için önerilen sürekli çalışma akımıdır.
• Tepe İleri Akım:100 mA. Bu yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir ve DC çalışma için kullanılmamalıdır.
• Değer Düşürme Faktörü:50°C üzerinde 0.25 mA/°C. Bu kritik parametre, ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerinde her bir santigrat derece yükseldiğinde izin verilen maksimum DC ileri akımın doğrusal olarak 0.25 mA azaltılması gerektiğini gösterir. Örneğin, 70°C'de maksimum DC akım 20 mA - (0.25 mA/°C * 20°C) = 15 mA olacaktır.
• Ters Voltaj (VR):5 V. Bundan daha büyük bir ters öngerilim voltajı uygulamak, LED bağlantısında bozulmaya ve arızaya neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:Sırasıyla -20°C ila +80°C ve -30°C ila +100°C. Bunlar, çalışma ve çalışmayan depolama için çevresel sınırları tanımlar.
• Lehimleme Koşulları:Dalga (260°C, 5s), kızılötesi reflow (260°C, 5s) ve buhar fazlı reflow (215°C, 3 dakika) için özel profiller sağlanmıştır. Paket çatlamasını veya lehim bağlantısı sorunlarını önlemek için bu zaman-sıcaklık limitlerine uyulması çok önemlidir.

2.2 Elektriksel & Optik Özellikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve IF=20mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):710.0 mcd (minimum) ile 2000.0 mcd (tipik) arasında değişir. Bu, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör tarafından ölçülen ışık kaynağının algılanan parlaklığıdır. Belirli bir birimin gerçek şiddeti, sınıf koduna bağlıdır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):25 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde (0°) ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 25 derecelik bir açı, nispeten odaklanmış bir ışın desenini gösterir ve daha yüksek eksenel şiddet için tasarlanmış bir kubbe lensin karakteristiğidir.
• Tepe Yayım Dalga Boyu (λP):530 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. InGaN malzemesinin fiziksel bir özelliğidir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):525 nm (IF=20mA'de tipik). Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Renk spesifikasyonu için anahtar parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):35 nm (tipik). Bu, yayılan spektrumun bant genişliğini maksimum gücünün yarısında ölçer. 35nm'lik bir değer, yeşil InGaN LED'ler için yaygındır ve orta derecede saf bir yeşil rengi gösterir.
• İleri Voltaj (VF):20mA'de 2.80V (Min), 3.20V (Tip), 3.60V (Maks). Bu, LED çalışırken üzerindeki voltaj düşüşüdür. Değişimi, voltaj sınıflandırma sistemi aracılığıyla yönetilir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de 10 μA (Maks). Ters öngerilim altında küçük bir sızıntı akımı.
• Kapasitans (C):VF=0V, f=1MHz'de 40 pF (Tip). Bu bağlantı kapasitansı, yüksek frekanslı anahtarlama uygulamalarında önemli olabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. LTST-C930TGKT, üç boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 İleri Voltaj Sınıflandırması

Birimler, 20mA'deki ileri voltajlarına (VF) göre sınıflandırılır. Sınıf kodları (D7, D8, D9, D10), her sınıf için ±0.1V toleranslı belirli voltaj aralıklarına karşılık gelir. Örneğin, bir D8 sınıfı LED, 3.00V ile 3.20V arasında bir VF'ye sahip olacaktır. Bu, tasarımcıların, özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında, akım regülasyonunun kritik olduğu devreler için eşleşen voltaj düşüşüne sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Bu, parlaklık tutarlılığı için tartışmasız en kritik sınıftır. Sınıflar (V, W, X, Y), her biri ±%15 toleranslı minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerini tanımlar. Örneğin, bir 'W' sınıfı LED, 1120.0 mcd ile 1800.0 mcd arasında bir şiddete sahiptir. Birden fazla gösterge arasında düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler seçmek esastır.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Bu sınıflandırma, renk tutarlılığını sağlar. Sınıflar (AP, AQ, AR), baskın dalga boyu (λd) için ±1 nm gibi sıkı bir toleransla aralıklar tanımlar. Örneğin, bir 'AQ' sınıfı LED, 525.0 nm ile 530.0 nm arasında bir λd'ye sahip olacaktır. Aynı dalga boyu sınıfından LED'ler kullanmak, bir ürün genelinde tutarlı bir yeşil tonu garanti eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere (Şekil 1, Şekil 6) atıfta bulunulsa da, bunların çıkarımları standarttır.Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akımeğrisi, daha düşük akımlarda neredeyse doğrusal bir ilişki gösterirken, verim düşüşü ve ısınma nedeniyle daha yüksek akımlarda doğrusal altına eğilim gösterir.İleri Voltaj - İleri Akımeğrisi, üstel bir açılma karakteristiği sergiler ve çalışma bölgesinde stabilize olur.Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığıeğrisi çok önemlidir; tipik olarak negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir, yani bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışı azalır. Bu, termal yönetimin ve akım değer düşürmenin önemini pekiştirir.Spektral Dağılımeğrisi (λP ve Δλ ile referans verilir), 530nm civarında merkezlenmiş Gauss benzeri bir şekil gösterir.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

Cihaz, standart bir SMD LED ayak izine uygundur. Veri sayfası, genel toleransı ±0.10mm olan ayrıntılı paket boyut çizimlerini (hepsi mm cinsinden) içerir. Ana mekanik özellikler arasında kubbe lens geometrisi ve katot tanımlama işareti bulunur. Güvenilir bir lehim filetosu ve reflow sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen lehim pedi düzeni sağlanmıştır. Polarite, cihaz üzerinde tipik olarak katot tarafında bir çentik veya yeşil bir nokta ile açıkça işaretlenmiştir ve montaj sırasında ters bağlantıyı önlemek için buna dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Veri sayfası, iki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sunar: biri standart SnPb lehim süreçleri için, diğeri kurşunsuz (örn. SnAgCu) süreçler için. Her iki profil de kontrollü rampa yükselişini, flux'u aktifleştirmek ve kart sıcaklığını dengelemek için yeterli bir ön ısıtma/bekletme bölgesini, likidüs üzerinde belirli bir süreyi (TAL), 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığını ve kontrollü bir rampa düşüşünü vurgular. Bu profillere uymak, epoksi paket ve yarı iletken çipe termal şoku önler.

6.2 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassas cihazlardır. Orijinal nem bariyerli ambalajlarından çıkarılırsa, bir hafta içinde reflow lehimlenmelidir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolanacaksa, kuru bir ortamda (örn. nem alıcılı kapalı bir kap veya nitrojen desikatörü) saklanmalıdır. Ortam nemine bir haftadan fazla maruz kalırsa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de 24 saat boyunca kurutma önerilir; bu, emilen nemi uzaklaştırır ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önler.

6.3 Temizlik

Yalnızca belirtilen temizlik maddeleri kullanılmalıdır. İzopropil alkol (IPA) veya etil alkol önerilir. LED, normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Sert veya belirtilmemiş kimyasallar, epoksi lens malzemesine zarar vererek bulanıklaşmaya veya çatlamaya neden olabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 7 inç çapında makara başına 1500 parçadır ve bileşenler 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerindedir. Şeridin boş cepleri kapatmak için bir kapak bandı vardır. Kalan makaralar için minimum sipariş miktarı 500 parçadır. Paketleme, ANSI/EIA-481-1-A standartlarına uygundur. Parça numarası LTST-C930TGKT'nin kendisi, muhtemelen içsel bir kodlama şemasını takip eder; burada 'LTST' ürün ailesini, 'C930' belirli seri/paketi, 'TG' rengi (Yeşil) ve lens tipini belirtir ve 'KT' muhtemelen sınıflandırmayı veya diğer varyantı belirtir.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Sürücü Devresi Tasarımı

Kritik Husus:LED'ler voltaj sürücülü değil, akım sürücülü cihazlardır. Bir LED'i çalıştırmanın en güvenilir yöntemi sabit bir akım kaynağı kullanmaktır. Basit bir voltaj sürücülü devrede, seri bir akım sınırlayıcı dirençkesinlikle zorunludur. Veri sayfası, birden fazla birim paralel bağlandığında (Devre Modeli A) her LED için ayrı bir direnç kullanılmasını şiddetle tavsiye eder. Birden fazla paralel LED için tek bir direnç kullanılması (Devre Modeli B) önerilmez çünkü bireysel LED'ler arasındaki ileri voltaj (VF) karakteristiğindeki küçük varyasyonlar, akım paylaşımında önemli bir dengesizliğe neden olarak düzensiz parlaklığa ve en düşük VF'ye sahip LED'in potansiyel aşırı gerilimine yol açar.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı hassastır. Taşıma ve montaj ortamında uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır: topraklı bileklikler ve çalışma yüzeyleri kullanın, plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için iyonlaştırıcılar kullanın ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklı olduğundan emin olun.

8.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 76mW), PCB pedleri aracılığıyla etkili bir ısı emilimi, LED performansını ve ömrünü korumak için önemlidir. LED çevresindeki ortam sıcaklığının yüksek olması beklenen tasarımlarda değer düşürme eğrisi (50°C üzerinde 0.25 mA/°C) uygulanmalıdır. PCB üzerindeki lehim pedlerinin etrafında yeterli bakır alan sağlamak, ısının dağılmasına yardımcı olur.

9. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

LTST-C930TGKT'nin temel farklılaşması, yeşil ışık için kubbe lens ve InGaN teknolojisinin kombinasyonunda yatar. Düz lensli LED'lere kıyasla, kubbe daha yüksek eksenel ışık şiddeti ve daha kontrollü bir görüş açısı sağlar. Yeşil için Fosforlu Galyum (GaP) gibi eski teknolojilere kıyasla, InGaN önemli ölçüde daha yüksek parlaklık ve verimlilik sunar. Kurşunsuz (Pb-free) reflow süreçleriyle uyumluluğu, modern, RoHS uyumlu elektronik üretimi için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 5V beslemeden sürebilir miyim?

C: Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. 20mA'de tipik VF değeri 3.2V ile, Ohm Kanunu'nu (R = (Vbesleme - Vf) / If) kullanarak direnç değeri (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm olacaktır. Standart 91 veya 100 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır ve güç değeri en az I^2 * R = (0.02^2)*90 = 0.036W olmalıdır, bu nedenle 1/10W veya 1/8W'lık bir direnç yeterlidir.

S: Işık şiddeti neden bir aralık (710-2000mcd) olarak verilmiştir?

C: Bu, genel spesifikasyon yayılımıdır. Gerçek üretim birimleri daha dar sınıflara (V, W, X, Y) ayrılır. Tasarımınızda tutarlı parlaklık için, sipariş verirken gerekli ışık şiddeti sınıfını belirtin.

S: Mutlak maksimum DC ileri akım olan 20mA'yi aşarsam ne olur?

C: Sürekli olarak 20mA'nin üzerinde çalıştırmak, bağlantı sıcaklığını güvenli sınırların ötesine çıkaracak, lümen azalmasını (LED zamanla kararır) hızlandıracak ve potansiyel olarak felaket arızasına neden olacaktır. Sürücü devresini, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında, akımı nominal değere veya altına sınırlayacak şekilde tasarlayın.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: 10 adet düzgün parlak yeşil LED'li bir durum göstergesi paneli tasarlama.

1. Devre Tasarımı:Regüleli bir voltaj kaynağı (örn. 5V) kullanın.On adet ayrı akım sınırlayıcı direnç yerleştirin, her LED ile seri olarak bir tane. Birden fazla LED arasında bir direnç paylaşmayın.

2. Bileşen Seçimi:Tüm LED'leriaynı Işık Şiddeti sınıfından(örn. hepsi 'W' sınıfı) veaynı Baskın Dalga Boyu sınıfından(örn. hepsi 'AQ' sınıfı) sipariş edin, böylece düzgün parlaklık ve renk garanti edilir. Her LED'in kendi direnci olduğu için İleri Voltaj sınıfı burada daha az kritiktir.

3. PCB Yerleşimi:Veri sayfasındaki önerilen lehim pedi boyutlarını takip edin. Katot/anot pedleri büyük bakır alanlara bağlanıyorsa, lehimlemeye yardımcı olmak için küçük bir termal rahatlama bağlantısı ekleyin.

4. Montaj:Önerilen kurşunsuz IR reflow profilini takip edin. Montaj alanının ESD kontrollerine sahip olduğundan emin olun.

5. Sonuç:Tüm 10 LED'de tutarlı renk ve parlaklığa sahip, güvenilir, profesyonel görünümlü bir gösterge paneli.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir LED, yarı iletken bir p-n bağlantı diyotudur. İleri bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler bağlantı bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji açığa çıkarır. Standart bir silikon diyotta, bu enerji öncelikle ısı olarak açığa çıkar. InGaN gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme enerjisinin önemli bir kısmı foton (ışık) olarak açığa çıkar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) alaşımları, mühendislerin bu bant aralığını ayarlayarak spektrumun mavi, yeşil ve morötesi kısımlarında ışık üretmesine olanak tanır. Çipi çevreleyen kubbe şeklindeki epoksi lens, onu korumaya ve ışık çıkışını şekillendirmeye, çıkarma verimliliğini artırmaya ve görüş açısını tanımlamaya hizmet eder.

13. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisi alanı, özellikle yeşil yayım için gelişmeye devam etmektedir. Ana trendler şunlardır:

- Artırılmış Verimlilik (Watt Başına Lümen):Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, özellikle tarihsel olarak mavi veya kırmızıdan daha az verimli olan yeşil dalga boyları için InGaN LED'lerdeki "verim düşüşünü" azaltmayı amaçlamaktadır.

- Renk Tutarlılığı ve Sınıflandırma:Epitaksiyel büyüme ve üretim kontrolündeki ilerlemeler, daha sıkı içsel parametre dağılımlarına yol açarak sınıflar içindeki yayılımı ve kapsamlı sınıflandırma ihtiyacını azaltmaktadır.

- Küçültme:Daha küçük, daha yoğun elektronikler için sürüş, ışık çıkışını korurken veya iyileştirirken daha küçük paket ayak izlerinde LED'ler için baskı yapmaya devam etmektedir.

- Güvenilirlik ve Ömür:Paket malzemeleri, çip bağlama yöntemleri ve fosfor teknolojisindeki (beyaz LED'ler için) iyileştirmeler, zorlu çevresel koşullar altında çalışma ömrünü ve performansı uzatmaktadır.