LTST-C191KRKT-5A SMD LED Veri Sayfası - 0.55mm Yükseklik - 2.0V Tipik İleri Gerilim - 75mW Güç Dağılımı - Kırmızı Renk - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C191KRKT-5A, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Birincil belirleyici özelliği, sadece 0.55 milimetre olan paket yüksekliği ile son derece düşük bir profildir. Bu, ultra ince ekranlar, mobil cihazlar ve arka aydınlatma modülleri gibi alan kısıtlamalarının kritik olduğu uygulamalar için idealdir. Cihaz, yüksek verimli kırmızı ışık üretmesiyle bilinen AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır. LED, endüstri standardı 8mm bant üzerinde, 7 inç çapında makaralara sarılı olarak tedarik edilir ve bu da yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj süreçlerini kolaylaştırır. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine tam uyumludur ve bu da onu çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez. Ana parametreler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) maksimum 75 miliwatt (mW) güç dağılımını içerir. Maksimum sürekli ileri akım (DC) 30 mA olarak derecelendirilmiştir. Darbe çalışması için, belirli koşullar altında (1/10 görev döngüsü ve 0.1 milisaniye darbe genişliği) 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Cihaz, 5 volta kadar ters gerilime dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı -30°C ile +85°C arasındadır, depolama sıcaklığı aralığı ise -40°C ile +85°C arasında biraz daha geniştir. Montaj için kritik bir derecelendirme, LED'in maksimum 5 saniye boyunca 260°C'lik bir tepe sıcaklığına dayanabileceğini belirten kızılötesi lehimleme koşuludur.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu özellikler, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C standart test koşulunda ve 5 mA ileri akımında (IF) ölçülür. Algılanan parlaklığın bir ölçüsü olan ışık şiddeti (Iv) tipik bir değere sahiptir ancak minimumları 7.1 mcd ile 28.0 mcd arasında değişen sınıflara ayrılır (Bkz. Bölüm 3). Görüş açısı (2θ1/2), şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır ve geniş bir 130 derecedir, bu da geniş bir yayılım deseni sağlar. Tepe emisyon dalga boyu (λP) tipik olarak 639 nanometredir (nm), algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λd) ise 630 nm'dir. Spektral bant genişliği (Δλ) yaklaşık 20 nm'dir. 5 mA'de ileri gerilim (VF) tipik değeri 2.0 volttur, 1.6V ile 2.2V arasında bir aralığa sahiptir ve aynı zamanda sınıflandırmaya tabidir. Ters akım (IR), 5V ters öngerilimde maksimum 10 mikroamperdir ve bağlantı kapasitansı (C) tipik olarak 40 pikofaraddır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. LTST-C191KRKT-5A, iki boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim altı koda (1'den 6'ya) ayrılır. Her sınıf, Sınıf 1 için 1.6-1.7V'den başlayarak Sınıf 6 için 2.1-2.2V'ye kadar 0.1 voltluk bir aralığı temsil eder. Her sınıfa ±0.1V'luk bir tolerans uygulanır. Bu, tasarımcıların paralel bağlantılarda eşit akım paylaşımının önemli olduğu uygulamalar için yakın eşleşen VF'ye sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti dört koda ayrılır: K, L, M ve N. K sınıfı 7.10 ila 11.2 milikandela (mcd), L sınıfı 11.2 ila 18.0 mcd, M sınıfı 18.0 ila 28.0 mcd ve N sınıfı 28.0 ila 45.0 mcd aralığını kapsar, tümü IF=5mA'de ölçülür. Her ışık şiddeti sınıfına ±%15'lik bir tolerans uygulanır. Bu sistem, çoklu LED dizilerinde eşit görünüm elde etmeye yardımcı olarak, gereken parlaklık seviyelerine göre seçim yapmayı sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 6), eğilimleri tanımlanabilir. İleri akım (IF) ve ileri gerilim (VF) arasındaki ilişki doğrusal değildir ve tipik diyot üstel karakteristiğini izler. Işık şiddeti, çalışma aralığı içinde ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Tepe dalga boyu (λP) ve baskın dalga boyu (λd), hafif bir negatif sıcaklık katsayısı sergileyebilir, yani bağlantı sıcaklığı arttıkça daha uzun dalga boylarına (kırmızıya kayma) doğru kayabilir. İleri gerilim tipik olarak sıcaklık arttıkça azalır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı bir EIA paket ayak izine sahiptir. Ana boyut, 0.55 mm'lik ultra düşük yüksekliktir. Detaylı mekanik çizimler, aksi belirtilmedikçe standart ±0.10 mm toleransı ile uzunluk, genişlik, uç aralığı ve diğer kritik boyutları belirtir. Lens su berraklığındadır, bu da AlInGaP çipinin doğal kırmızı renginin dağılmadan yayılmasına izin verir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Veri sayfası, PCB tasarımı için önerilen bir lehim pad düzeni (land pattern) içerir. Bu desen, reflow sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabilite için optimize edilmiştir. Katot tipik olarak LED paketi üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya lenste kesilmiş bir köşe gibi görsel bir işaretle tanımlanır. Doğru polarite hizalaması cihaz çalışması için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Cihaz hem kızılötesi (IR) hem de buhar fazlı reflow işlemleriyle uyumludur. İki önerilen reflow profili sağlanır: biri standart (kalay-kurşun) lehim macunu için, diğeri kurşunsuz (SnAgCu) lehim macunu için. Kurşunsuz profil daha zorlayıcıdır, uygun bir lehim bağlantısı sağlarken termal şoku önlemek için ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarının dikkatli kontrolünü gerektirir. LED'in kendisi için mutlak maksimum koşul, 5 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığıdır.

6.2 Depolama ve Taşıma

LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarıldıktan sonra, IR reflow lehimleme işleminin 672 saat (28 gün) içinde tamamlanması önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolanacak LED'ler, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde saklanmalıdır. 672 saatten fazla depolanan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için bir kurutma prosedürüne (örn., 60°C'de 24 saat) ihtiyaç duyabilir.

6.3 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyicilerin kullanımı plastik lensi ve paketi hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bandır. Her makara 5000 adet LTST-C191KRKT-5A LED içerir. Bant cepleri koruyucu bir üst kapak bandı ile kapatılmıştır. Paketleme ANSI/EIA 481-1-A-1994 standardını takip eder. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan parçalar için minimum 500 adetlik paketleme miktarı geçerlidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Paralel olarak birden fazla LED sürerken eşit parlaklığı sağlamak için, her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Yaygın bir devre hatası, birden fazla LED'i doğrudan paralel olarak tek bir akım kaynağına bağlamaktır (veri sayfasındaki Devre B). Bireysel LED'ler arasındaki ileri gerilim (VF) karakteristiğindeki doğal varyasyonlar nedeniyle, bu ciddi bir akım dengesizliğine yol açabilir; bir LED akımın çoğunu çekip aşırı ısınabilirken diğerleri loş kalabilir. Her LED için seri direnç, akımı stabilize etmeye ve eşit aydınlatmayı teşvik etmeye yardımcı olur.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında önlem alınmalıdır: personel topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir; tüm çalışma istasyonları, ekipman ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır; ve plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için bir iyonizer kullanılabilir. ESD hasarı hemen görünür olmayabilir ancak performansı düşürebilir veya erken arızaya neden olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C191KRKT-5A'nın birincil farklılaştırıcı avantajı, birçok standart SMD LED'den (örn., genellikle 0.8mm'den yüksek olan 0603 veya 0805 paketleri) önemli ölçüde daha ince olan 0.55mm profilidir. AlInGaP teknolojisinin kullanımı, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ışık için daha yüksek ışık verimliliği sağlar, bu da aynı sürücü akımı için daha parlak çıktı ile sonuçlanır. Geniş 130 derecelik görüş açısı, odaklanmış bir ışın yerine geniş alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için bir başka faydadır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i seri direnç olmadan sürebilir miyim?

C: Önerilmez. Bir LED'i akım sınırlaması olmadan doğrudan bir voltaj kaynağından sürmek, aşırı akım nedeniyle muhtemelen onu tahrip edecektir. Her zaman bir seri direnç veya sabit akımlı bir sürücü kullanın.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (λP), spektral güç çıktısının en yüksek olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), renk koordinatlarından türetilir ve insan gözü tarafından aynı renk olarak algılanacak saf tek renkli bir ışığın tek dalga boyunu temsil eder. λd renk belirtimi için daha alakalıdır.

S: Parça numarasındaki sınıf kodunu nasıl yorumlarım?

C: LTST-C191KRKT-5A parça numarası sınıf bilgilerini içerir. "KRKT" segmenti tipik olarak şiddet ve gerilim sınıf kodlarını kodlar. Sipariş edilen parçanın spesifik performans aralığını anlamak için veri sayfasındaki sınıf kodu listesine bakın.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Taşınabilir bir tıbbi cihaz için bir durum göstergesi paneli tasarlamayı düşünün. Alan son derece kısıtlıdır ve panel çeşitli açılardan okunabilir olmalıdır. LTST-C191KRKT-5A'nın 0.55mm yüksekliği, ince bir ön çerçevenin arkasına sığmasına olanak tanır. Aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler seçmek (örn., hepsi "M" sınıfından), tüm gösterge ışıklarının eşit parlaklığa sahip olmasını sağlar. Her LED için, besleme voltajına ve istenen akımdaki (örn., 5-10 mA) tipik 2.0V VF'ye göre hesaplanan bir seri direnç kullanmak, kararlı çalışma ve uzun ömür garantisi sağlar. Geniş 130 derecelik görüş açısı, cihaz eksen dışından bakıldığında bile göstergenin görünür olmasını sağlar.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Bir LED, yarı iletken bir p-n eklem diyotudur. İleri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) formunda salınır. Spesifik yarı iletken malzeme (bu durumda AlInGaP), bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Kırmızı bir AlInGaP LED, görünür spektrumun kırmızı kısmındaki fotonlara karşılık gelen bir bant aralığı enerjisine sahiptir (~630-640 nm).

13. Teknoloji Trendleri

Tüketici ve endüstriyel elektronik için SMD LED'lerdeki trend, küçülme, daha yüksek verimlilik ve gelişmiş güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Daha ince nihai ürünler sağlamak için paket yükseklikleri azalmaktadır. Verimlilik iyileştirmeleri (elektriksel girişin her watt'ı için daha fazla ışık çıktısı), çip tasarımı, epitaksiyel büyüme ve paket çıkarma verimliliğindeki ilerlemelerle yönlendirilmektedir. Ayrıca sıcaklık ve ömür boyunca renk tutarlılığını ve kararlılığını artırmaya odaklanılmaktadır. Çevre düzenlemelerini karşılamak ve zorlu montaj süreçlerine dayanmak için paketlemede kurşunsuz ve yüksek sıcaklığa uyumlu malzemelerin benimsenmesi standarttır.