SMD LED LTST-C21RKGKT Veri Sayfası - 3.2x1.6x1.9mm - 2.4V - 75mW - Yeşil - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, yüksek performanslı bir yüzey montajlı (SMD) ışık yayan diyotun (LED) teknik özelliklerini detaylandırır. Ürün, ultra parlak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzeme kullanan, yeşil ışık yayan bir üstten monte çip LED'dir. Otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme ile uyumluluğu özellikleriyle modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmıştır. Cihaz, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygun olup, çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırılır. Verimli yüksek hacimli üretim için, endüstri standardı 8mm bant üzerinde ve 7 inç çapında makaralar halinde tedarik edilir.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Parlaklık: Üstün ışık yoğunluğu için gelişmiş AlInGaP teknolojisini kullanır.
• Modern Üretime Hazır: Otomatik al-yerleştir sistemleri ve kurşunsuz IR reflow lehimleme profilleri ile tam uyumludur.
• Standart Paketleme: Bant ve makara paketleme için EIA (Electronic Industries Alliance) standartlarına uygun olup, geniş uyumluluk sağlar.
• Çevresel Uyumluluk: RoHS gerekliliklerini karşılar, bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar.
• Tasarım Esnekliği: Su berraklığındaki lens, çeşitli ürün tasarımlarıyla uyum sağlayabilen nötr bir görünüm sunar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve beklenen performansın elde edilmesi için kritik öneme sahiptir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garantisi yoktur ve güvenilir çalışma için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd): 75 mW. Cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum toplam güç.
• Tepe İleri Akım (IFP): 80 mA. Darbe koşullarında izin verilen maksimum akım (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği). Kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanılır.
• DC İleri Akım (IF): 30 mA. Kararlı durum çalışması için maksimum sürekli ileri akım.
• Ters Gerilim (VR): 5 V. LED üzerine ters yönde uygulanabilecek maksimum voltaj.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -30°C ila +85°C. Cihazın çalışmak üzere tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C. Çalışma dışı depolama için sıcaklık aralığı.
• Infrared Soldering Condition: 260°C'de 10 saniye. Reflow lehimleme sırasında maksimum termal profil maruziyeti.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Bunlar standart test koşulları altındaki (IF = 20mA) tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv): 28.0 - 180.0 mcd (millicandela). Işık kaynağının insan gözü tarafından algılanan parlaklığı (CIE eğrisi). Geniş aralık, bir sınıflandırma (binning) sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 70 derece (tipik). Işık şiddetinin 0 derecedeki (eksen üzeri) şiddetin yarısına düştüğü toplam açı. Bu, ışın yayılımını tanımlar.
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 574 nm (tipik). Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 567.5 - 576.5 nm. LED'in rengini algısal olarak eşleştiren, CIE kromatiklik diyagramından türetilen tek dalga boyu. Bu, renk spesifikasyonu için temel parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 15 nm (tipik). Maksimum yoğunluğun yarısında ölçülen spektral bant genişliği (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). Daha küçük bir değer, daha tek renkli bir ışığı gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): 1.80 - 2.40 V. Belirtilen ileri yönlü akımda (20mA) çalışırken LED üzerindeki gerilim düşüşü.
• Ters Yönlü Akım (I_R): V_R = 5V. Cihaz ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımı.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için, LED'ler ölçülen özelliklerine göre gruplara ayrılır. Bu, tasarımcıların düzgünlük için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

20mA test akımında sınıflandırılmıştır. Her bir sınıf içi tolerans +/-%15'tir.

• N Sınıfı: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 - 180.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

20mA test akımında sınıflandırılmıştır. Her bir sınıf için tolerans +/- 1nm'dir.

• Bin C: 567.5 - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 - 576.5 nm

Yoğunluk ve dalga boyu bölmelerinin (örn. RC, QD) birleştirilmesi, bir montajdaki renk ve parlaklık tutarlılığı için kesin bir özellik sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da, aşağıdaki analiz standart LED davranışı ve sağlanan parametrelere dayanmaktadır.

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

LED, tipik bir diyot I-V karakteristiği sergiler. İleri voltaj (V_F), 20mA'de 1.80V ila 2.40V arasında belirli bir aralığa sahiptir. V_F negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Kararlı çalışma için, termal kaçak oluşumunu önlemek amacıyla LED'i sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım kaynağı ile sürmek şiddetle tavsiye edilir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık şiddeti, çalışma aralığında ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, verim (lümen/watt) çok yüksek akımlarda artan ısı nedeniyle düşebilir. Test için önerilen 20mA veya altında çalıştırmak, optimum verim ve uzun ömür sağlar.

4.3 Sıcaklığa Bağlılık

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Kavşak sıcaklığı yükseldikçe:

• Işık Çıkışı Azalır: Işık çıkışı düşecektir. Kesin güç azaltma faktörü ürüne özeldir.
• İleri Voltaj Düşüşü: I-V karakteristiğinde belirtildiği gibi.
• Dalga Boyu Kaymaları: Hakim dalga boyu, sıcaklık arttıkça genellikle daha uzun dalga boylarına (kırmızıya kayma) doğru hafifçe kayabilir.

PCB üzerinde uygun termal yönetim (yeterli bakır alanı, olası termal geçiş delikleri), özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akım değerlerine yakın çalışırken performans ve güvenilirliği korumak için esastır.

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 Cihaz Boyutları

Paket standart bir SMD formatıdır. Ana boyutlar, otomatik montaja uygun bir gövde boyutunu ve bacak konfigürasyonunu içerir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutsal toleranslar tipik olarak ±0.10mm'dir. Tasarımcılar, hassas land pattern tasarımı için detaylı mekanik çizime başvurmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot genellikle LED paketi üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya lens üzerinde kesilmiş bir köşe gibi görsel bir işaretle belirtilir. Cihazın çalışmasını sağlamak için yerleştirme sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5.3 Önerilen Lehim Pisti Düzeni

Güvenilir bir lehim bağlantısı, uygun hizalama ve yeterli mekanik mukavemet sağlamak için önerilen bir ayak izi (lehim yatağı deseni) sağlanmıştır. Bu düzene uymak, reflow sırasında mezar taşı etkisini (bileşenin bir ucu üzerinde dikilmesi) önlemeye ve PCB'ye iyi bir termal bağlantı sağlamaya yardımcı olur.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 IR Yeniden Akış Lehimleme Profili

Cihaz kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleriyle uyumludur. JEDEC standartlarına uygun, önerilen bir yeniden akış profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön ısıtma: 150-200°C
• Ön Isıtma Süresi: Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerindeki Süre: Cihaz, maksimum 10 saniye boyunca tepe sıcaklığına maruz bırakılmalıdır. Yeniden akış işlemi en fazla iki kez gerçekleştirilmelidir.

Profil, kullanılan belirli PCB tasarımı, bileşenler, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmelidir.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse:

• Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Denemeler: Lehimleme işlemi yalnızca bir kez yapılmalıdır. Tekrar ısıtmaktan kaçının.

İnce uçlu, sıcaklık kontrollü bir havya önerilir.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse:

• Sadece belirtilen temizleme maddelerini kullanın. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.
• Önerilen çözücüler, normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür.
• Daldırma süresi bir dakikadan az olmalıdır.

6.4 Storage & Handling

• ESD Önlemleri: LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. İşleme sırasında bilek kayışları, antistatik paspaslar ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanın.
• Nem Hassasiyeti: Endüstri standartlarına göre, cihaz muhtemelen neme karşı hassastır. Orijinal kapalı nem bariyerli torba açılırsa:
  • ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 bağıl nemde saklayın.
  • Açıldıktan sonra bir hafta içinde IR yeniden akış işleminin tamamlanması önerilir.
  • Orijinal torbadan daha uzun süre saklama için, kurutucu maddeli kapalı bir kapta veya nitrojen kurutucuda saklayın.
  • Devices stored out of bag for >1 week should be baked at approximately 60°C for at least 20 hours before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

• Makara Boyutu: 7 inç çap.
• Bant Genişliği: 8mm.
• Makara Başına Miktar: 3000 adet (standart tam makara).
• Minimum Paket Miktarı: Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme Standardı: ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.
• Kapak Bandı: Boş bileşen cepleri üst kapak bandı ile kapatılmıştır.
• Eksik Bileşenler: Spesifikasyona göre art arda en fazla iki eksik lambaya (boş yuva) izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, kompakt, parlak yeşil bir gösterge gerektiren, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur:

• Tüketici elektroniği ürünlerindeki (yönlendiriciler, şarj cihazları, ev aletleri) durum ve güç göstergeleri.
• Klavyelerdeki veya kontrol panellerindeki tuşların arka aydınlatması.
• Panel durum göstergeleri.
• Otomotiv iç aydınlatması (kritik olmayan fonksiyonlar, ileri niteliklendirmeye tabidir).
• Taşınabilir elektronik cihazlar.

Sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın güvenliği tehlikeye atabileceği (havacılık, tıbbi, ulaşım güvenlik sistemleri) olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için özel danışmanlık ve niteliklandırma zorunludur.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

• Akım Sınırlama: DAİMA seri bağlı bir akım sınırlama direnci veya özel bir sabit akımlı LED sürücü devresi kullanın. Değer, Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynağı - V_F) / I_F. Veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.40V) kullanın, böylece düşük V_F değerine sahip bir parçada bile akım sınırları aşılmasın.
• Paralel Bağlantılar: LED'leri doğrudan paralel bağlamaktan kaçının. V_F 'deki küçük farklılıklar akım dengesizliğine neden olabilir; bu durumda bir LED çoğu akımı çeker ve erken arızalanır. Her LED için ayrı akım sınırlama direnci veya çok kanallı sabit akım sürücüsü kullanın.
• Seri Bağlantılar: LED'lerin seri bağlanması, her bir cihazdan aynı akımın geçmesini sağlar; bu, düzgün parlaklık için tercih edilir. Güç kaynağı voltajının, tüm V toplamı ve akım regülatörü için gerekli ek voltaj payı için yeterli olduğundan emin olun._F düşüşleri artı akım regülatörü için gerekli ek voltaj payı.
• Termal Yönetim: Yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında sürekli çalışma için PCB düzenini göz önünde bulundurun. LED'in termal pedi altında (varsa) küçük bir bakır ped sağlamak veya katot pedlerini daha büyük bir bakır düzlemine bağlamak ısının dağılmasına yardımcı olabilir.
• Ters Voltaj Koruması: LED ters yönde 5V'ye kadar dayanabilse de, ters polaritenin mümkün olduğu devrelerde (örn. kullanıcı tarafından takılabilen modüller) seri bir diyot veya LED üzerine paralel bir şönt diyot gibi koruma önlemleri almak iyi bir uygulamadır.

9. Technical Comparison & Differentiation

Standart GaP (Gallium Phosphide) yeşil LED'ler gibi eski LED teknolojilerine kıyasla, bu AlInGaP tabanlı cihaz önemli avantajlar sunar:

• Daha Yüksek Parlaklık: AlInGaP malzemesi, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sağlayarak aynı giriş akımı için daha fazla ışık çıkışı elde edilmesini sağlar.
• Daha İyi Renk Saflığı: Spektral yarı genişlik nispeten dardır (tipik 15nm), daha geniş spektrumlu alternatiflere kıyasla daha doygun ve saf bir yeşil renk üretir.
• Modern Süreç Uyumluluğu: Paket ve malzemeler, kurşunsuz, yüksek sıcaklıklı IR yeniden akış süreçleriyle uyumluluk için özel olarak tasarlanmıştır; bu, günümüzün RoHS uyumlu üretimi için esastır.
• Standardizasyon: EIA paketi ve şerit-makara formatı, standart dışı veya dökme paketlenmiş bileşenlere kıyasla kurulum süresini ve yerleştirme hatalarını azaltarak otomatik montaj hatlarına sorunsuz entegrasyon sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Peak Wavelength ile Dominant Wavelength arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P) LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d) algısal renk eşleşmesidir - insan gözünün LED'in karışık çıktısıyla aynı renk olarak algılayacağı tek dalga boyu. Bu yeşil LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle yakındır, ancak λ_d tasarımda renk belirleme için kilit parametredir.

10.2 Güç kaynağım tam olarak 2.0V ise, bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?

Hayır, bu önerilmez ve risklidir. İleri voltaj (V_F) 1.80V ile 2.40V arasında değişir. Eğer 2.0V beslemeniz ve V_F 'si 1.85V olan bir LED'iniz varsa, 0.15V'luk küçük bir fark, büyük ve kontrolsüz bir akımın (yalnızca LED'in dinamik direnci ve parazitik devre direnci ile sınırlı) akmasına neden olacak, muhtemelen maksimum akımı aşacak ve LED'e zarar verecektir. Her zaman bir akım sınırlama mekanizması kullanın.

10.3 Neden bir binning sistemi var ve hangi bin'i seçmeliyim?

Üretim varyasyonları renk ve parlaklıkta hafif farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri tutarlılık için gruplara ayırır. Uygulamanıza göre bir sınıf seçin:

• Tek göstergeler için genellikle herhangi bir sınıf uygundur.
• Aynı görünmesi gereken birden fazla LED için (örneğin, bir dizi durum ışığı), görsel tutarlılığı sağlamak amacıyla aynı yoğunluk ve dalga boyu sınıfını belirtin (örneğin, hepsi "QD").
• En parlak çıkış için en yüksek yoğunluk grubunu (R) belirtin. Belirli bir yeşil tonu için ilgili dalga boyu grubunu (C, D veya E) belirtin.

10.4 Veri sayfasında 75mW güç dağılımından bahsediliyor. Bunu nasıl hesaplarım?

Güç dağılımı (P_d) bir LED'de temel olarak şu şekilde hesaplanır: P_d ≈ V_F * I_F. Örneğin, maksimum sürekli akımda (I_F = 30mA) ve tipik bir V_F 2.1V, P_d = 0.030A * 2.1V = 63mW, bu maksimum 75mW'nin altındadır. En kötü durum hesaplaması için daima maksimum V_F kullanın: 0.030A * 2.40V = 72mW. Bu küçük bir güvenlik payı bırakır. Çalışma koşullarınızın, ortam sıcaklığı dahil, aşırı ısınma olmadan bu güç dağılımına izin verdiğinden emin olun.

11. Practical Design & Usage Examples

11.1 Örnek 1: Basit 5V Gösterge Devresi

Amaç: 5V DC beslemesinden I = 20mA'de tek bir LED'i çalıştırın._F = 20mA. Hesaplama: En kötü durum V'yi varsayın._F = 2.40V. Direnç üzerinde gereken voltaj düşüşü: V_R = 5V - 2.40V = 2.60V. Direnç değeri (Ohm Kanunu): R = V_R / I_F = 2.60V / 0.020A = 130 Ω. Bileşen Seçimi: En yakın standart direnç değerini seçin, örneğin 130Ω veya 150Ω. 150Ω'luk bir direnç, I ≈ (5V - 2.40V)/150Ω = 17.3mA verecektir, bu güvenlidir ve hala parlaktır._F Direnç Güç Değeri: Direnç Güç Değeri: P_direnç = I² * R = (0.020)² * 150 = 0.06W. Standart 1/8W (0.125W) veya 1/4W direnç yeterinden fazladır.

11.2 Örnek 2: 12V Beslemeden Birden Fazla LED Sürme

Amaç: 12V besleme kaynağından I akımında seri bağlı üç LED'i güçlendirin_F = 20mA. Hesaplama: Toplam LED V_F (en kötü durum maksimum): 3 * 2.40V = 7.20V._R = 12V - 7.20V = 4.80V. Avantaj: Seri bağlantı, üç LED'den de aynı akımın geçmesini garanti eder; V değerleri farklı olsa bile eşit parlaklık sağlar._F Sadece bir akım sınırlama direnci gereklidir, bu da üç ayrı direnç kullanmaya kıyasla verimliliği artırır.

12. Teknoloji Tanıtımı

12.1 AlInGaP Yarı İletken Prensibi

AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür), esas olarak yüksek parlaklıklı kırmızı, turuncu, sarı ve yeşil LED'ler için kullanılan bir III-V bileşik yarı iletken malzemedir. Epitaksiyel büyüme sırasında kristal kafesteki alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor oranlarını hassas bir şekilde ayarlayarak mühendisler, malzemenin bant aralığını "ayarlayabilir". Bant aralığı enerjisi, eklem boyunca elektronların deliklerle yeniden birleştiğinde yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. AlInGaP, eski malzemelere kıyasla sarıdan kırmızı spektrumundaki renkler için daha yüksek kuantum verimliliği ve termal kararlılık sunarak daha parlak ve daha güvenilir cihazlar elde edilmesini sağlar. Bu spesifik parçadan gelen yeşil ışık yayılımı, kompozisyonu daha yüksek bir bant aralığı enerjisine doğru iterek başarılır.

13. Endüstri Trendleri

13.1 Gösterge LED'lerinin Evrimi

SMD gösterge LED'lerindeki eğilim şu yönde ilerlemeye devam ediyor:

• Artan Verimlilik: Belirli bir parlaklık için güç tüketimini azaltarak, watt başına daha fazla lümen sağlamak amacıyla yeni yarı iletken malzemelerin ve çip yapılarının (flip-chip tasarımları gibi) geliştirilmesi.
• Küçültme: Paketler, giyilebilir cihazlar ve ultra ince akıllı telefonlar gibi giderek daha kompakt cihazlarda değerli PCB alanından tasarruf etmek için küçülüyor (örneğin, 0402, 0201 metrik boyutlar).
• Enhanced Reliability & Robustness: Daha yüksek yeniden akış sıcaklıklarına, daha sert çevresel koşullara dayanmak ve daha iyi nem direnci sağlamak için geliştirilmiş paketleme malzemeleri ve süreçleri.
• Entegre Çözümler: Devre tasarımını basitleştirmek ve bileşen sayısını azaltmak için dahili akım sınırlayıcı dirençler veya IC sürücüler ("paket içi LED sürücüleri") içeren LED'lerin geliştirilmesi.
• Renk Gamutunun Genişletilmesi: Tam renkli ekranlar ve aydınlatma için değerli olan, daha saf ve doygun yeşil ve camgöbeği renkler elde etmek amacıyla farklı substratlar üzerinde galyum nitrür (GaN) ve kuantum noktası teknolojisi gibi malzemeler üzerine devam eden araştırmalar.

Burada belgelenen cihazlar gibi, RoHS uyumluluğu, reflow uyumluluğu ve yüksek parlaklığı ile genel amaçlı gösterge uygulamaları için mevcut ana akım standardı temsil eder.