SMD LED LTST-C191TGKT-2A Veri Sayfası - Su Berraklığında Lens - InGaN Yeşil - 0.55mm Yükseklik - 10mA DC - 38mW - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik baskılı devre kartı montajı ve alanın kritik bir kısıtlama olduğu uygulamalar için tasarlanmış minyatür, yüzey montajlı bir LED lambanın özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, yeşil ışık üretmek için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanan ekstra ince, ultra parlak bir LED'dir. Kompakt form faktörü ve modern üretim süreçleriyle uyumluluğu, onu çok çeşitli elektronik ekipmanlar için çok yönlü bir bileşen haline getirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, ultra ince cihazlara entegrasyona olanak tanıyan 0.55mm'lik son derece düşük profili ve InGaN çipinden gelen yüksek ışık şiddetidir. Bileşen, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine tam uyumludur. EIA standartlarına uygun, 7 inçlik makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir; bu da onu yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir. Ayrıca, yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatları için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Hedef uygulamalar geniştir; telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri ve endüstriyel ekipmanları kapsar. Belirli kullanım alanları arasında tuş takımı ve klavye arka aydınlatması, durum gösterge ışıkları, mikro ekranlar ve çeşitli sinyal veya sembol aydınlatma uygulamaları yer alır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan elektriksel, optik ve termal özelliklerin detaylı ve objektif bir yorumunu sunar. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve uzun vadeli performansın sağlanması için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Güç Dağılımı (Pd): 38 mW. Bu, LED paketinin 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu sınırın aşılması, aşırı ısınma ve hızlanmış bozulma riski taşır.
• DC İleri Akım (IF): 10 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Tepe İleri Akımı: 40 mA. Bu yalnızca %10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliğine sahip darbe koşullarında izin verilir. Termal hasar olmadan kısa süreli daha yüksek parlaklık sağlar.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -20°C ila +80°C. LED'in düzgün çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Saklama Sıcaklığı Aralığı: -30°C ila +100°C. Cihazın güçsüz durumda saklanması için sıcaklık aralığı.
• Infrared Lehimleme Koşulu: 260°C, 10 saniye. Bu, kurşunsuz montaj işlemleri için kritik olan, yeniden akış lehimlemesi sırasında LED'in dayanabileceği tepe sıcaklığını ve zaman profilini tanımlar.

2.2 Ta=25°C'de Elektro-Optik Özellikler

Bunlar, standart test koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir. Tasarımcılar devre hesaplamaları için bu değerleri kullanmalıdır.

• Işık Şiddeti (Iv): 2 mA ileri akımda (IF) 11.2 mcd (minimum) ile 112.0 mcd (maksimum) arasında değişir. Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bkz. Bölüm 3). Bu parametre, insan gözü tarafından algılanan parlaklığı ölçer.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130 derecelik bir açı, geniş bir görüş desenini gösterir ve ışığın çeşitli açılardan görülmesinin gerektiği uygulamalar için uygundur.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP): 530 nm. Bu, LED'in spektral çıkışının en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 525.0 nm ila 545.0 nm (IF=2mA'da). Bu, rengi (yeşil) tanımlayan ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur. CIE kromatik diyagramından türetilir ve tepe dalga boyundan farklıdır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 35 nm. Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir ve maksimum yoğunluğun yarısındaki genişlik olarak ölçülür.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): 2.30 V ila 3.30 V (IF=2 mA'de). LED üzerinden akım geçerken oluşan gerilim düşümü. Bu aralık aynı zamanda sınıflandırmaya tabidir.
• Ters Yönlü Akım (IR): Ters Gerilim (VR) 5V iken 10 μA (maksimum). Cihaz ters işletim için tasarlanmamıştır; bu test yalnızca kalite doğrulaması içindir. Devrede ters gerilim uygulanmasından, genellikle doğru polaritenin sağlanması veya koruma devresi kullanılması yoluyla kaçınılmalıdır.

2.3 Termal Hususlar

Açıkça grafiklenmemiş olsa da, termal yönetim güç dağıtım derecesi ve çalışma sıcaklığı aralığından çıkarılır. Düşük 38mW Pd derecesi, bunun düşük güçlü bir cihaz olduğunu vurgular. Ancak, yüksek yoğunluklu düzenlerde veya kapalı alanlarda, eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak, ışıksal çıktıyı ve ömrü korumak için PCB pedleri üzerinden yeterli termal rahatlama sağlanması önerilir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre gruplara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli bir performans sınıfı seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Yönlü Gerilim (Vf) Binning

LED'ler, 2 mA'deki ileri yönlü gerilim düşüşlerine göre kategorize edilir. Sınıflar D4 (2.30V - 2.50V) ile D8 (3.10V - 3.30V) arasında değişir ve her sınıf için ±0.1V tolerans vardır. Sabit bir gerilim kaynağından paralel olarak sürülen birden fazla LED'de, dar bir Vf sınıfı seçmek düzgün parlaklık sağlanmasına yardımcı olabilir.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Binning

Bu sınıflandırma parlaklık çıktısını kontrol eder. Sınıflar, 2 mA'de ölçülen ve her sınıf için ±%15 toleransla L (11.2 - 18.0 mcd) ile Q (71.0 - 112.0 mcd) aralığındadır. Belirli parlaklık seviyeleri gerektiren uygulamalar (tanımlanmış parlaklık sınıflarına sahip göstergeler gibi) bir Iv sınıfı belirtecektir.

3.3 Renk Tonu (Baskın Dalga Boyu) Sınıflandırması

Bu, renk tutarlılığını sağlar. Bu yeşil LED için baskın dalga boyu sınıfları şunlardır: AQ (525.0 - 530.0 nm), AR (530.0 - 535.0 nm), AS (535.0 - 540.0 nm) ve AT (540.0 - 545.0 nm), ±1nm toleransla. Hassas renk eşleştirmesinin kritik olduğu uygulamalarda (örneğin, çok renkli ekranlar veya trafik sinyalleri) dar bir renk tonu sınıfı belirtmek esastır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Belirtilen metinde özel grafikler yeniden üretilmemiş olsa da, bunların standart yorumları tasarım için çok önemlidir.

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

Bu eğri, LED üzerinden geçen akım ile üzerindeki voltaj arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Doğası gereği üstel bir ilişkidir. Verilen tipik VF değeri (örneğin, 2mA'de ~2.8V) bu eğri üzerinde bir noktadır. Tasarımcılar, belirli bir besleme voltajı için gerekli akım sınırlama direnci değerini belirlemek üzere bu eğriyi kullanır. LED'i seri dirençli sabit voltaj yerine sabit akım kaynağı ile sürmek genellikle tercih edilir, çünkü bu daha kararlı bir parlaklık sağlar ve Vf değişimlerine karşı daha iyi tolerans sunar.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım Karşılaştırması

Bu grafik tipik olarak, ışık şiddetinin ileri akımla arttığını, ancak doğrusal olmadığını gösterir. Daha yüksek akımlarda, artan ısı üretimi nedeniyle verim düşebilir. 10mA'lik nominal DC akım, parlaklık ve güvenilirlik arasında iyi bir dengenin sağlandığı bir noktayı temsil eder. Mutlak maksimum akım yakınında çalıştırmak, ömrü kısaltacaktır.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral çıkış grafiği, yoğunluğu dalga boyuna karşı gösterecek ve 35 nm yarı genişlikle 530 nm tepe noktası etrafında merkezlenecektir. Bu bilgi, optik sensörler veya renk filtreli sistemler gibi belirli dalga boylarına duyarlı uygulamalar için hayati önem taşır.

4.4 Sıcaklık Bağımlılığı

Açıkça detaylandırılmamış olsa da, LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, ileri voltaj artan sıcaklıkla (negatif sıcaklık katsayısı) azalırken, ışıksal çıkış da düşer. Hassas uygulamalar için, özellikle LED değişken bir termal ortamda çalışıyorsa, bu etkiler dikkate alınmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, 0.55mm yüksekliği ile ekstra ince bir profile sahiptir. Paket boyutları veri sayfasında standart ±0.1mm toleransı ile belirtilmiştir. Lens su berraklığındadır. Katot, genellikle paket üzerindeki bir çentik, yeşil nokta veya kesik köşe gibi bir işaretle tanımlanır. Montaj sırasında ters polarite hasarını önlemek için doğru polarite tespiti zorunludur.

5.2 Önerilen PCB Ped Tasarımı

Güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite sağlamak için bir land pattern (footprint) önerisi sunulmaktadır. Uygun lehim filetolarının elde edilmesi, ısı dağılımının yönetilmesi ve tombstoning'in (komponentin bir ucunun reflow sırasında kalkması) önlenmesi için bu tasarıma uymak kritik öneme sahiptir. Pad tasarımı ayrıca otomatik yerleştirme sırasında komponentin hizalanmasına yardımcı olur.

6. Lehimleme, Montaj ve Kullanım Kılavuzu

6.1 Lehimleme Süreci Yönergeleri

LED, kızılötesi yeniden akış lehimleme ile uyumludur. Kurşunsuz işlemler için önerilen bir profil, ana parametrelerle birlikte sağlanmıştır:

• Ön ısıtma: 150-200°C.
• Ön Isıtma Süresi: Kart ve bileşenlerin kademeli olarak ısıtılması için maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üstü Süresi (tepe noktasında): Maksimum 10 saniye. Profil, güvenilirliği sağlamak için JEDEC standartlarına uymalıdır.

İstasyonlu havya ile elle lehimleme mümkündür ancak kontrollü yapılmalıdır: sıcaklık ≤300°C ve süre ≤3 saniye (tek işlem için). Havyanın aşırı ısısı LED'i veya epoksi lensini kolayca hasara uğratabilir.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan kısa süre daldırmayı önerir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasallar, paket malzemesine veya optik lense zarar verebilir.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem hassasiyetine sahiptir. Mühürlü nem geçirmez torba (nem alıcı ile birlikte) açılmadığında, ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, saklama ortamı 30°C / %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler, 672 saat (28 gün, MSL2a seviyesi) içinde IR yeniden akış işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre saklanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "popcorning"i (yeniden akış sırasında buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirilmelidir.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

Bu LED, elektrostatik deşarj (ESD) ve elektrik dalgalanmalarından zarar görmeye karşı hassastır. Cihazın, topraklanmış bir bileklik veya antistatik eldivenler kullanılarak taşınması önerilir. Tüm taşıma ekipmanları, çalışma istasyonları ve makineler, statik yük birikimini önlemek için uygun şekilde topraklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı olan kabartmalı taşıyıcı bant içinde, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış olarak tedarik edilir. Standart makara miktarı 5.000 adettir. Bant genişliği 8mm'dir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Kalanlar için minimum paketleme miktarları ve banttaki maksimum ardışık eksik bileşen sayısı için yönergeler bulunmaktadır.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürme yöntemi, seri bir akım sınırlama direncidir. Direnç değeri (R) şu şekilde hesaplanır: R = (V_besleme - VF_LED) / I_istenen. Örneğin, 5V besleme, tipik 2.8V VF ve 5mA istenen akım ile: R = (5 - 2.8) / 0.005 = 440 Ohm. 470 Ohm'luk standart bir direnç uygun olacaktır. Sıcaklık ve besleme voltajı değişimleri üzerinde daha iyi parlaklık kararlılığı için, özellikle birden fazla LED veya kritik parlaklık uygulamalarında, bir transistör veya özel bir LED sürücü IC kullanan basit bir sabit akım kaynağı önerilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürüşü: Her zaman sabit bir voltajla değil, kontrollü bir akımla sürün. Absolute Maximum Ratings'ı hedef değil, sınır olarak kullanın.
• Termal Yönetim: Özellikle maksimum akım yakınında çalışıyorsa, PCB düzeninin LED pedleri için bir ısı emici görevi görecek yeterli bakır alan sağladığından emin olun.
• Optik Tasarım: Geniş 130 derecelik görüş açısı, eksen dışı görünürlük için iyi bir performans sağlar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.
• Ters Voltaj Koruması: Ters voltaj uygulanma ihtimali varsa (örneğin, AC devrelerde veya endüktif yüklerle), LED'e paralel (katot anota) bir koruma diyotu gereklidir.

8.3 Uygulama Sınırlamaları

Veri sayfasında, bu LED'lerin sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlandığına dair bir uyarı bulunmaktadır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalarda (havacılık, tıbbi cihazlar, kritik güvenlik sistemleri), tasarıma dahil etmeden önce üretici ile istişare yapılması gerekmektedir. Bu, ticari sınıf bileşenler için standart bir sorumluluk reddidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) tabanlı yeşil LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu InGaN tabanlı yeşil LED tipik olarak daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi performans kararlılığı sunar. 0.55mm yükseklik, piyasada önemli bir farklılaştırıcıdır ve standart 0.6mm veya 0.8mm yükseklikteki LED'ler kullanan tasarımlardan daha ince tasarımların yapılmasını sağlar. Standart IR reflow ve şerit-ve-makaralı paketleme ile uyumluluğu, özel işlem gerektirebilecek bazı niş LED'lerin aksine, onu ana akım, uygun maliyetli SMT montajı ile uyumlu hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Peak Wavelength ile Dominant Wavelength 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. Tek renkli bir yeşil LED için genellikle birbirine yakın ancak aynı değildirler.

10.2 Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 20mA'de sürebilir miyim?

Hayır. DC ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 10 mA'dir. 20mA'de çalıştırmak bu değeri aşarak aşırı ısınmaya, hızlı ışık şiddeti azalmasına ve potansiyel olarak geri dönüşü olmayan arızaya yol açar. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek Iv gruplarından (örneğin, Q grubu) bir LED seçin veya daha yüksek bir akım için derecelendirilmiş bir ürün seçin.

10.3 Sınıflandırma (Binning) Neden Önemlidir?

Üretim varyasyonları, bireysel LED'ler arasında Vf, Iv ve renk farklılıklarına neden olur. Binning, bu LED'leri sıkı kontrollü parametrelere sahip gruplara ayırır. Birden fazla LED kullanan bir ürün için (arka aydınlatma dizisi gibi), aynı bin'den LED'lerin kullanılması, estetik ve işlevsel kalite için kritik olan düzgün parlaklık ve renk sağlar.

10.4 "Infrared Soldering Condition" derecelendirmesini nasıl yorumlarım?

Bu, LED'in bileşen gövde sıcaklığının 10 saniyeye kadar 260°C zirve değerine ulaştığı bir reflow lehim profilinde dayanabileceği anlamına gelir. Bu, geleneksel kalay-kurşun lehime kıyasla daha yüksek erime noktalarına sahip Pb-free (kurşunsuz) lehim pastaları için standart bir gerekliliktir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Mobile Device Keypad Backlighting

Bir cep telefonu tuş takımında, birden fazla LED genellikle bir ışık kılavuz panelinin altına yerleştirilir. Aynı Iv ve Renk tonu grubundan (örneğin, yoğunluk için N grubu, renk için AR grubu) LED'lerin kullanılması, her tuşun aynı renk tonuyla eşit şekilde aydınlatılmasını sağlar. 0.55mm yükseklik, ultra ince şasiye sığabilmek için burada çok önemlidir. Bunlar, paralel olarak ayrı seri dirençlerle veya sabit akım sağlayan özel bir arka aydınlatma sürücü IC'si tarafından sürülür.

11.2 Bir Ağ Yönlendiricisinde Durum Göstergesi

Tek bir LED, güç, ağ aktivitesi veya hata durumunu göstermek için kullanılabilir. Geniş 130 derecelik görüş açısı, durumun bir odada hemen hemen her yönden görülmesini sağlar. Bir mikrodenetleyici GPIO pini, bir seri direnç (örneğin, 3.3V beslemeden 5mA için 330 Ohm) ve LED'den oluşan basit bir devre yeterlidir. Yazılım, yanıp sönme desenlerini kontrol edebilir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir yarı iletken fotonik cihazdır. InGaN heteroyapısına dayanır. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesine enjekte edilir. Yeniden birleşerek, enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, yeşil. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

13. Teknoloji Eğilimleri

InGaN malzemelerinin geliştirilmesi, yüksek verimli yeşil ve mavi LED'lerin elde edilmesi, beyaz LED'lerin (fosfor dönüşümü yoluyla) ve tam renkli ekranların mümkün olması için bir dönüm noktasıydı. SMD LED'lerdeki mevcut trendler, daha yüksek etkinliğe (vat başına daha fazla ışık çıkışı), daha iyi güç yönetimi için daha düşük termal dirence ve hatta daha küçük paket boyutlarına doğru devam etmektedir. Aydınlatma uygulamaları için renksel geriverim ve tutarlılığın iyileştirilmesine de odaklanılmaktadır. Tüketici elektroniğindeki küçültme eğilimi, bu 0.55mm bileşenin örneklediği gibi, paketleri daha ince yüksekliklere ve daha küçük ayak izlerine doğru itmektedir.