SMD LED LTST-M140KSKT Veri Sayfası - Sarı AlInGaP - 30mA - 72mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, LTST-M140KSKT için tam teknik özellikleri sağlar. Bu bileşen, yüzey montajlı (SMD) bir ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış LED ailesine aittir ve sınırlı alan uygulamalarına uygun minyatür boyutlar ve konfigürasyonlar sunar. LED, sarı ışık çıkışı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır ve su berraklığında bir lens paketi içinde kapsüllenmiştir.

Temel tasarım felsefesi, modern yüksek hacimli elektronik üretimi ile uyumluluk üzerine odaklanmıştır. Cihaz, otomatik pick-and-place ekipmanları ile uyumlu olacak ve standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerinin termal profiline dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bu da onu verimli üretim hatları için ideal kılar.

Hedef pazarlar ve uygulamalar geniştir, bu da bileşenin çok yönlülüğünü ve güvenilirliğini yansıtır. Birincil uygulamalar arasında durum göstergeleri, ön panel arka aydınlatması ve telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri ve çeşitli endüstriyel ekipmanlar içindeki sinyal veya sembol aydınlatması yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

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 ileri yönlü akım (DC) 30 mA'dır. 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında, cihaz 80 mA'lık bir tepe ileri yönlü akımı kaldırabilir. LED üzerine uygulanabilecek maksimum izin verilen ters gerilim 5 V'dur. Toplam güç dağılımı 72 mW'ı aşmamalıdır. Cihaz, -40°C ila +85°C arasındaki bir sıcaklık aralığında çalışmak üzere derecelendirilmiştir ve -40°C ila +100°C arasındaki ortamlarda depolanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Tipik elektriksel ve optik performans, standart test koşulu olan 20 mA ileri yönlü akım (IF) ile Ta=25°C'de ölçülür. Temel parametreler şunları içerir:

• Işık Akısı (Φv):Minimum 0.42 lümen (lm) ile tipik maksimum 1.35 lm arasında değişir. Bu, yayılan ışığın toplam algılanan gücünü ölçer.
• Işık Şiddeti (Iv):Işık akısına karşılık gelir, minimum 140 milikandela (mcd) ve tipik maksimum 450 mcd'dir. Şiddet, merkez ekseni boyunca ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Işık şiddetinin eksenel değerin yarısı olduğu tam açı tipik olarak 120 derecedir, bu da geniş bir görüş desenini gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λP):Spektral emisyonun en güçlü olduğu dalga boyu tipik olarak 591 nanometredir (nm).
• Baskın Dalga Boyu (λd):Algılanan rengi tanımlayan tek dalga boyu, 584.5 nm ile 594.5 nm arasında belirtilir, bu da tutarlı bir sarı ton sağlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Tipik olarak 15 nm'dir, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini tanımlar.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):20 mA'de 1.8 V ile 2.4 V arasında değişir, sınıflandırılmış parçalar için ±0.1 V toleransı vardır.
• Ters Akım (IR):5 V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 mikroamper (μA).

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Yönlü Gerilim (VF) Sınıflandırması

LED'ler, 20 mA'de üç gerilim sınıfına (D2, D3, D4) ayrılır. D2 sınıfı 1.8V ila 2.0V'u, D3 sınıfı 2.0V ila 2.2V'u, D4 sınıfı ise 2.2V ila 2.4V'u kapsar. Her sınıfın ±0.1V toleransı vardır. Daha dar bir gerilim sınıfı seçmek, özellikle birden fazla LED seri bağlandığında, daha tutarlı sürücü devreleri tasarlamaya yardımcı olabilir.

3.2 Işık Akısı ve Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı beş ana koda (C2, D1, D2, E1, E2) ayrılır. Örneğin, C2 sınıfı 0.42 lm ile 0.54 lm (140-180 mcd'ye karşılık gelir) arasında bir ışık akısı belirtirken, en yüksek çıkış sınıfı olan E2, 1.07 lm ila 1.35 lm (355-450 mcd) aralığını kapsar. Her şiddet sınıfının toleransı ±11%'dir. Bu sınıflandırma, birden fazla gösterge veya arka aydınlatma dizisi boyunca düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

3.3 Renk Tonu (Baskın Dalga Boyu) Sınıflandırması

Tam sarı tonunu tanımlayan baskın dalga boyu, dört kategoriye ayrılır: H (584.5-587.0 nm), J (587.0-589.5 nm), K (589.5-592.0 nm) ve L (592.0-594.5 nm). Her sınıfın ±1 nm toleransı vardır. Bu, trafik sinyalleri veya belirli durum göstergeleri gibi belirli sarı tonların gerektiği uygulamalarda hassas renk eşleştirmesine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, bu tür LED'ler için tipik performans eğrileri temel tasarım içgörüleri sağlar. Bunlar genellikle şunları içerir:

• Akım vs. Gerilim (I-V) Eğrisi:İleri yönlü gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, çalışma noktasını belirlemek ve akım sınırlayıcı devre tasarlamak için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Yönlü Akım (I-L Eğrisi):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, tipik olarak önerilen çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir. İstenen parlaklık için sürücü akımını seçmede yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Bağlantı sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir. Bu düşürme oranını anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için hayati önem taşır.
• Spektral Dağılım Eğrisi:Göreceli şiddeti dalga boyuna karşı çizer, ~591 nm'deki tepe noktasını ve 15 nm yarı genişliği göstererek monokromatik sarı emisyonu doğrular.
• Görüş Açısı Deseni:Işık şiddetinin açısal dağılımını gösteren bir kutupsal çizim, tipik olarak Lambertian veya benzeri bir emisyon deseni ile 120 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED standart bir SMD paketinde gelir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve genel toleransı ±0.2 mm olarak verilmiştir. Veri sayfası, gövde uzunluğu, genişliği, yüksekliği ve lehim pedlerinin yerleşimi ve boyutu gibi temel boyutları içeren ayrıntılı bir mekanik çizim içerir.

5.2 Pad Tasarımı ve Polarite Tanımlama

Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme işlemleri için önerilen bir PCB land pattern (bağlantı pedi) sağlanmıştır. Bu desen, güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabilite için optimize edilmiştir. Bileşen, tipik olarak paketin kendisinde bir katot işareti (çentik, nokta veya kesik bacak gibi) ile gösterilen polarite işaretlemelerine sahiptir. LED'ler diyot olduğu ve akımı yalnızca bir yönde ilettiği için doğru yönlendirme esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Veri sayfası, kurşunsuz işlemler için J-STD-020B ile uyumlu önerilen bir IR reflow profili sağlar. Temel parametreler arasında ön ısıtma bölgesi, kontrollü bir tepe sıcaklığına yükselme ve kontrollü bir soğutma aşaması yer alır. Önerilen maksimum tepe sıcaklığı 260°C'dir ve LED paketine veya yarı iletken çipe termal hasarı önlemek için 217°C'nin (tipik kurşunsuz lehim için likidüs sıcaklığı) üzerindeki süre dikkatlice kontrol edilmelidir.

6.2 Depolama ve Kullanım Önlemleri

LED'ler nem hassas cihazlardır. Orijinal nem geçirmez ambalajlarında nem alıcı ile mühürlendiklerinde, ≤30°C ve ≤%70 bağıl nemde (RH) depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Mühürlü torba açıldığında, "zemin ömrü" başlar. Bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolanmalı ve 168 saat içinde (JEDEC Seviye 3) IR-reflow işlemine tabi tutulması önerilir. Bu süreyi aşan depolama için, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirme gereklidir.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre batırmak önerilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, epoksi lensi veya paket malzemesine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Otomatik montaj için standart paketleme, 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılmış 12 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerittir. Her makarada 3000 adet bulunur. Şerit ve makara özellikleri ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Şerit, bileşen yuvalarını mühürlemek için bir kapak şeridi içerir ve bir makarada izin verilen maksimum ardışık eksik bileşen sayısı ikidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürme yöntemi, sabit bir akım kaynağı veya basit bir seri dirençtir. Direnç değeri (R) şu formül kullanılarak hesaplanır: R = (Vbesleme - VF) / IF, burada VF, istenen IF akımındaki LED'in ileri yönlü gerilimidir. Örneğin, 5V besleme, 2.0V VF ve 20mA hedef IF ile, gerekli seri direnç (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohm'dur. En az (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W değerinde bir direnç seçilmelidir, tipik olarak 1/8W veya 1/10W direnç kullanılır.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman bir akım sınırlayıcı cihaz (direnç veya sürücü IC) kullanın. Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamak aşırı akıma ve anında arızaya neden olur.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklığı koşullarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde, lehim pedleri etrafında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak ısıyı dağıtmaya yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:Açıkça yüksek hassasiyetli olarak belirtilmese de, montaj sırasında standart ESD kullanım önlemlerine uyulmalıdır.
• Optik Tasarım:Geniş 120 derecelik görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

LTST-M140KSKT, sarı emisyon için AlInGaP teknolojisini kullanmasıyla kendini farklılaştırır. GaAsP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP LED'ler önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, aynı sürücü akımında daha parlak çıkış ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar. Geniş 120 derecelik görüş açısı, gösterge uygulamaları için temel bir özelliktir. Standart IR reflow işlemleri ve şerit-makara paketleme ile uyumluluğu, manuel takma gerektiren delikli LED'lere kıyasla onu otomatik, yüksek hacimli üretim için uygun maliyetli bir seçenek haline getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Işık akısı (lm) ve ışık şiddeti (mcd) arasındaki fark nedir?

C: Işık akısı, tüm yönlerde yayılan toplam görünür ışık miktarını ölçer. Işık şiddeti, belirli bir yöndeki (tipik olarak merkez ekseni) parlaklığı ölçer. Bu gibi geniş açılı bir LED için mcd değeri bir referans noktasıdır, ancak toplam ışık çıkışı lümen değeri ile daha iyi temsil edilir.

S: Bu LED'i 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

C: Evet. Tipik VF=2.0V ve hedef akım=20mA ile formülü kullanarak, gerekli seri direnç (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ohm olacaktır. Direncin güç derecesinin yeterli olduğundan emin olun.

S: Sınıflandırma neden önemlidir?

C: Sınıflandırma, renk ve parlaklık tutarlılığını sağlar. Bir üründe birden fazla LED kullanıyorsanız (örneğin, bir dizi durum ışığı), aynı gerilim, şiddet ve dalga boyu sınıflarından sipariş vermek, düzgün bir görünüm garanti eder.

S: Mutlak maksimum ters gerilim olan 5V'u aşarsam ne olur?

C: Derecenin üzerinde bir ters gerilim uygulamak, LED'in PN bağlantısında ani, felaket bir bozulmaya neden olabilir, bu da anında ve kalıcı arızaya yol açar.

11. Pratik Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.Panel, farklı portlardaki bağlantı aktivitesini göstermek için dört sarı LED gerektirir. Kullanıcı deneyimi için düzgün parlaklık ve renk kritiktir.

Tasarım Adımları:

1. LTST-M140KSKT'yi sarı rengi, uygun parlaklığı ve SMD form faktörü için seçin.

2. Sınıfları belirtin: Tutarlılığı sağlamak için tek bir ışık şiddeti sınıfı (örneğin, 224-280 mcd için D2) ve tek bir baskın dalga boyu sınıfı (örneğin, 587.0-589.5 nm için J) seçin. Orta seviye bir gerilim sınıfı (D3) kabul edilebilir.

3. Devre Tasarımı: Yönlendiricinin PCB'sindeki ortak 3.3V rayını kullanın. Her LED için seri direnci hesaplayın. VF=2.1V (D3 sınıfının ortası) ve hedef 20mA varsayarak: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohm. Standart 62-ohm, 1/10W direnç kullanın.

4. Yerleşim: LED'leri PCB ön panelinde simetrik olarak yerleştirin. İyi lehimlenebilirlik sağlamak için veri sayfasındaki önerilen land pattern'i takip edin.

5. Montaj: Önerilen reflow profilini takip edin. Açılan LED makarasının 168 saatlik zemin ömrü içinde kullanıldığından veya daha uzun süre depolanmışsa uygun şekilde pişirildiğinden emin olun.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED'deki ışık emisyonu, AlInGaP malzemelerden yapılmış bir yarı iletken PN bağlantısında elektrolüminesansa dayanır. Bağlantının iç potansiyelini aşan bir ileri yönlü gerilim uygulandığında, N-tipi bölgeden elektronlar ve P-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) şeklinde salarlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir - bu durumda sarı (~591 nm). Su berraklığındaki epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

LTST-M140KSKT gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronikte küçülme, artan güvenilirlik ve otomatik üretime yönelik daha geniş trendin bir parçasıdır. AlInGaP teknolojisi, kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler için olgun ve verimli bir çözümü temsil eder. Sektördeki devam eden trendler arasında daha yüksek ışık verimliliği (elektriksel girişin watt başına daha fazla ışık çıkışı), daha sıkı sınıflandırma yoluyla geliştirilmiş renk tutarlılığı ve daha yoğun entegrasyona olanak tanımak için daha küçük paket boyutlarının (örneğin, çip ölçekli paketler) geliştirilmesi yer alır. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel uygulamaların taleplerini karşılamak için daha yüksek sıcaklık ve nem aralıkları gibi zorlu çevre koşullarında güvenilirliği artırmaya odaklanılmaktadır.