SMD LED LTST-B680VSKT Veri Sayfası - Sarı AlInGaP - 20mA - 120mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-B680VSKT, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Alan kısıtlı uygulamalar için uygun bir mini LED ailesine aittir. Cihaz, su berraklığında lens paketinde kapsüllenmiş sarı ışık üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Temel tasarım hedefleri, yüksek hacimli üretim süreçleriyle uyumluluk ve çeşitli elektronik ortamlarda güvenilirliktir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in temel avantajları arasında, modern elektronikler için çevre dostu olmasını sağlayan RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğu yer alır. Otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumlu standart (EIA) bir format olan 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir. Bu özellik, montaj hatlarını önemli ölçüde kolaylaştırır. Bileşen ayrıca, SMD bileşenlerin bağlanmasında baskın yöntem olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Temel hedef pazarları, güvenilir, kompakt gösterge aydınlatmasının gerekli olduğu telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri, endüstriyel kontrol sistemleri ve kapalı alan tabela veya ekran uygulamalarıdır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, LED'in standart koşullar altındaki çalışma limitleri ve performans özelliklerinin detaylı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum sürekli DC ileri akım (IF) 50 mA'dır. Darbe çalışması için, %1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında 80 mA'lık bir tepe ileri akımına izin verilir. Uygulanabilecek maksimum ters voltaj (VR) 5V'dur. Cihaz 120 mW'a kadar güç dağıtabilir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +100°C olarak belirtilmiştir, bu da zorlu ortamlarda kullanım için dayanıklılığı gösterir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler tipik çalışma koşullarında (Ta=25°C, IF=20mA) ölçülür ve beklenen performansı temsil eder. Işık şiddeti (Iv) tipik olarak 900 mcd (millikandela) ile 1800 mcd arasında bir aralığa sahiptir, bu da gösterge amaçları için uygun parlak bir çıkış olduğunu gösterir. Görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir, çok geniş bir ışın deseni sağlar. Tepe emisyon dalga boyu (λp) tipik olarak 591 nm'dir, görünür spektrumun sarı bölgesine düşer. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λd) 584.0 nm ile 594.0 nm arasında belirtilmiştir. 20mA'de ileri voltaj (VF) minimum 1.8V ile maksimum 2.4V arasında değişir, tipik bir değer bu aralıkta ima edilir. Ters akım (IR) çok düşüktür, 5V ters öngerilimde maksimum 10 μA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli eşik gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj (Vf) Sınıfı

LED'ler 20mA'deki ileri voltaj düşüşlerine göre sınıflandırılır. Sınıflar şunlardır: D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V) ve D4 (2.20V - 2.40V). Her sınıfa ±0.1V'luk bir tolerans uygulanır. Aynı Vf sınıfından LED'ler seçmek, birden fazla LED ortak bir voltaj kaynağından paralel olarak sürüldüğünde akım tekdüzeliğini korumaya yardımcı olur.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıfı

Işık çıkışı üç sınıfa ayrılır: V2 (900 - 1120 mcd), W1 (1120 - 1400 mcd) ve W2 (1400 - 1800 mcd). Her yoğunluk sınıfına ±%11'lik bir tolerans uygulanır. Bu sınıflandırma, birden fazla gösterge arasında tutarlı parlaklık seviyeleri gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

3.3 Baskın Dalga Boyu (Wd) Sınıfı

Renk (baskın dalga boyu) dört sınıfa ayrılır: H (584.0 - 586.5 nm), J (586.5 - 589.0 nm), K (589.0 - 591.5 nm) ve L (591.5 - 594.0 nm). Her sınıfın ±1 nm'lik bir toleransı vardır. Bu, renk eşleştirmenin önemli olduğu çoklu LED ekranlar veya durum göstergeleri için hayati önem taşıyan renk tutarlılığını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da, bunların çıkarımları burada açıklanmaktadır. Tipik eğriler, diyodun üstel I-V karakteristiğini gösteren ileri akım (IF) ve ileri voltaj (VF) arasındaki ilişkiyi içerir. Bir diğer önemli eğri, göreceli ışık şiddetini ortam sıcaklığına karşı çizer, tipik olarak sıcaklık arttıkça çıkışın azaldığını gösterir. Spektral dağılım eğrisi, AlInGaP teknolojisinin karakteristiği olan ve doymuş bir sarı renkle sonuçlanan, 591 nm civarında merkezlenmiş dar bant genişliğindeki ışık emisyonunu gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED standart bir SMD paketinde gelir. Lens rengi su berraklığındadır ve ışık kaynağı rengi AlInGaP çipinden gelen sarıdır. Tüm paket boyutları, aksi belirtilmedikçe ±0.2 mm standart toleransla milimetre cinsinden verilmiştir. Veri sayfası, LED'in kendisi için detaylı boyut çizimlerini, kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için önerilen PCB bağlantı pedi düzenini ve paketleme (şerit ve makara boyutları) bilgilerini içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Kurşunsuz lehimleme işlemleri için, J-STD-020B'ye uygun bir reflow profili önerilir. Ana parametreler arasında 150°C ile 200°C arasında bir ön ısıtma sıcaklığı, maksimum 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi ve paket gövdesinin maksimum 10 saniye için 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı yer alır. Optimal profilin, spesifik PCB tasarımına, lehim pastasına ve kullanılan fırına bağlı olduğunu not etmek kritik önem taşır.

6.2 Depolama Koşulları

Nem alıcı içeren açılmamış nem geçirmez torbalar ≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklanmalıdır ve önerilen raf ömrü bir yıldır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH'de saklanmalıdır. Açıldıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow işleminin tamamlanması şiddetle tavsiye edilir. Bu süreyi aşan depolama için, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirme gereklidir.

6.3 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekirse, sadece etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyicilerden kaçınılmalıdır çünkü paket malzemesine zarar verebilirler.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde 8mm şerittir. Standart bir 13 inç makara 8000 adet içerir. Artık parçalar için minimum sipariş miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarını takip eder ve şeritte maksimum iki ardışık eksik bileşene (boş yuva) izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken güvenilir çalışma ve tekdüze parlaklık için, her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanmak esastır. Bu, her cihazın ileri voltajındaki (Vf) küçük varyasyonları telafi ederek, bir LED'in daha fazla akım çekip daha parlak görünürken diğerlerinin sönük kalmasına neden olan akım paylaşımı sorununu önler. Basit bir seri direnç devresi, önerilen ve en güvenilir sürücü yöntemidir.

8.2 Tasarım Hususları

Tasarımcılar termal yönetimi dikkate almalıdır. Cihaz 100°C'ye kadar çalışabilse de, ışık çıkışı jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Yüksek akım veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar gerekli olabilir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, bu LED'i göstergenin geniş bir pozisyon yelpazesinden görülebilmesinin gerektiği uygulamalar için uygun kılar, ancak odaklanmış ışın uygulamaları için değildir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Fosforlu Galyum (GaP) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP LED'ler kırmızıdan sarıya kadar olan renkler için daha yüksek verimlilik ve daha parlak çıkış sunar. Dağınık veya renkli bir lensin aksine, su berraklığındaki lens, çipten mümkün olan en yüksek ışık çıkışını sağlayarak ışık şiddetini maksimize eder. Standart EIA paketi, şerit ve makara paketlemesi ve IR reflow uyumluluğunun kombinasyonu, bu cihazı modern, otomatik elektronik üretimi için oldukça uygun kılar ve delikli LED'lere göre maliyet ve montaj hızında avantajlar sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık kaynağından sürebilir miyim?

C: Hayır. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Gerekli direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_besleme - Vf_LED) / I_istenen. Örneğin, 5V besleme, 2.2V Vf ve 20mA istenen akım ile, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 Ohm.

S: Vf, Iv ve Wd için neden bir sınıflandırma sistemi var?

C: Yarı iletken üretiminde doğal varyasyonlar vardır. Sınıflandırma, parçaları performans gruplarına ayırarak tasarımcıların uygulamaları için gerekli tutarlılık seviyesini seçmelerine olanak tanır ve nihai üründe öngörülebilir davranışı sağlar.

S: Mutlak maksimum değerleri aşarsam ne olur?

C: Bu limitleri aşmak, anlık bile olsa, anında veya gecikmeli hasara neden olabilir, ömrü kısaltabilir veya felaket arızasına yol açabilir. Her zaman bir güvenlik payı ile tasarım yapın.

11. Pratik Kullanım Örneği

Birden fazla sarı durum göstergesine sahip bir endüstriyel cihaz için kontrol paneli tasarımını düşünün. Tasarımcı, tekdüze parlaklık ve renk sağlamak için W1 yoğunluk sınıfından (1120-1400 mcd) ve K dalga boyu sınıfından (589.0-591.5 nm) LED'ler seçer. LED'ler, önerilen ped düzeniyle PCB üzerine yerleştirilir. Açık drenaj çıkışı olarak yapılandırılmış bir mikrodenetleyici GPIO pini, her LED'i 3.3V hattına bağlı 150-ohm'luk bir seri direnç üzerinden sürer. Bu kurulum, spesifikasyonlar dahilinde güvenilir çalışmayı sağlayarak yaklaşık 18mA akım sağlar ((3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA, gerçek Vf için yeniden hesaplama gerekir). Panel, veri sayfası kılavuzlarına uygun bir profil ile IR reflow işlemi kullanılarak monte edilir.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Bir LED, yarı iletken bir p-n eklem diyodudur. Diyodun eşik değerini aşan bir ileri voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar, aktif katman içinde (bu durumda AlInGaP'den yapılmış) p-tipi bölgeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı spektral bölgelerindeki ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel eğilim, giderek daha yüksek ışık verimliliğine (elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı), geliştirilmiş renk geri verimine ve doygunluğa ve daha küçük paketlerde artan güç yoğunluğuna doğrudur. Ayrıca daha yüksek güvenilirlik ve daha uzun çalışma ömrü için sürekli bir çaba vardır. Dahası, yerleşik akım regülatörleri veya darbe genişlik modülasyonu (PWM) sürücüleri gibi kontrol elektroniği ile entegrasyon, burada açıklanan cihaz temel, ayrık bir bileşen olsa da, gelişmiş LED paketlerinde giderek daha yaygın hale gelmektedir.