LTST-C191KFKT Turuncu SMD LED Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.55mm - Gerilim 2.4V - Güç 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C191KFKT, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Ekstra ince çip LED kategorisine ait olup, yalnızca 0.55 milimetre olan son derece düşük profil yüksekliği ile dikkat çeker. Bu özelliği, dikey alanın çok değerli olduğu ince tüketici elektroniği, otomotiv iç mekanları ve taşınabilir cihazlarda arka aydınlatma göstergeleri, durum ışıkları ve dekoratif aydınlatma için ideal bir seçim haline getirir.

LED, ışık yayan bölgesi için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. Bu teknoloji, kehribar ila kırmızı-turuncu spektrumunda mükemmel parlaklık ve renk kararlılığı ile yüksek verimli ışık üretmesiyle ünlüdür. Cihaz, yüksek ışık çıkışı ve geniş görüş açısı sağlayan su berraklığında bir lens paketi içinde yer alır. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine tam uyumludur ve bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun bir yeşil ürün olarak sınıflandırır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, küçültme ve performans kombinasyonundan kaynaklanır. Ultra ince 0.55mm profili en belirgin özelliğidir ve geleneksel LED'lerin sığamayacağı ürünlere tasarım entegrasyonunu mümkün kılar. Küçük boyutuna rağmen, tipik değerleri 90 milikandela'ya (mcd) ulaşan yüksek ışık şiddeti sunar. Paket, EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart boyutlarına uyar ve yüksek hacimli üretimde kullanılan otomatik yerleştirme ekipmanlarının geniş ekosistemiyle uyumluluğu garanti eder. Ayrıca, yüzey montaj bileşenlerinin baskılı devre kartlarına (PCB) monte edilmesi için standart yöntem olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu kombinasyon, tüketici elektroniği (akıllı telefonlar, tabletler, giyilebilir cihazlar), otomotiv gösterge paneli ve kontrol paneli aydınlatması, endüstriyel kontrol panelleri ve güvenilir, parlak ve kompakt ışık kaynağı gerektiren genel amaçlı gösterge uygulamalarını içeren pazarları hedefler.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, LED'in çalışma sınırlarını ve performansını tanımlayan elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları belirtir. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin performansını veya ömrünü bozmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, yarı iletken bağlantının aşırı ısınma riski taşır.
• DC İleri Akım (IF):30 mA. DC koşullar altında LED'e uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Tepe İleri Akım:80 mA. Bu daha yüksek akım, yalnızca darbe koşullarında, özellikle 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde izin verilir. Bu derecelendirme, çoklama veya PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) karartma uygulamaları için geçerlidir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. LED'in spesifikasyonlarına göre çalışmasının garanti edildiği ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın güç verilmediğinde depolanabileceği sıcaklık aralığı.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye için 260°C. Bu, LED'in kurşunsuz reflow lehimleme işlemi sırasında hasar görmeden dayanabileceği tepe sıcaklığını ve zaman profilini tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C standart ortam sıcaklığında ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):IF=20mA'da 45.0 (Min), 90.0 (Tip) mcd. Bu, insan gözü tarafından algılanan LED'in parlaklığını ölçer. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece (Tip). Bu, ışık şiddetinin merkez eksendeki (0 derece) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130 derecelik bir açı, alan aydınlatması veya geniş görüşlü göstergeler için uygun, çok geniş, dağınık bir ışık yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):611 nm (Tip). LED'in optik güç çıkışının maksimum olduğu spesifik dalga boyu. Bu turuncu LED için, görünür spektrumun turuncu-kırmızı kısmına düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd):605 nm (Tip). Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Renk spesifikasyonu için anahtar parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):17 nm (Tip). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir. 17nm değeri, AlInGaP LED'ler için tipiktir ve doymuş bir turuncu renk ile sonuçlanır.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'da 2.0 (Min), 2.4 (Tip) V. LED belirtilen akımı ilettiğinde üzerindeki gerilim düşüşü. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için bu çok önemlidir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'da 10 µA (Maks). Ters bir gerilim uygulandığında akan küçük sızıntı akımı. Maksimum ters gerilimin (belirtilmemiş ancak tipik olarak ~5V civarı) aşılması anında hasara neden olabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Veri sayfası, özellikle ışık şiddeti için bir sınıf kodu listesi sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Şiddet, 20mA ileri akım standart test koşulunda ölçülür. Sınıflar aşağıdaki gibi tanımlanır:

• Sınıf Kodu P:45.0 mcd (Min) ila 71.0 mcd (Maks)
• Sınıf Kodu Q:71.0 mcd (Min) ila 112.0 mcd (Maks)
• Sınıf Kodu R:112.0 mcd (Min) ila 180.0 mcd (Maks)
• Sınıf Kodu S:180.0 mcd (Min) ila 280.0 mcd (Maks)

Her bir ışık şiddeti sınıfına +/-%15 tolerans uygulanır. Bu, Sınıf Q olarak etiketlenmiş bir LED'in gerçek şiddetinin yaklaşık 60.4 mcd ile 128.8 mcd arasında olabileceği anlamına gelir. Tasarımcılar, uygulamaları için parlaklık seviyelerini belirtirken bu varyasyonu hesaba katmalı ve genellikle performansı garanti etmek için seçilen sınıfın minimum değerine göre tasarım yapmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında spesifik grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn. Şekil 1, Şekil 6), tipik davranışları teknolojiye dayalı olarak tanımlanabilir.

4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği

Tüm diyotlar gibi, LED'in doğrusal olmayan bir I-V eğrisi vardır. İleri gerilim eşiğinin altında (AlInGaP için yaklaşık 1.8-2.0V) çok az akım akar. Gerilim VF'ye (tipik 2.4V) yaklaştıkça ve aştıkça, akım katlanarak artar. Bu nedenle LED'ler bir akım kaynağı veya seri bir akım sınırlayıcı dirençli bir gerilim kaynağı ile sürülmelidir; gerilimdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir değişikliğe neden olabilir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çip içindeki artan ısı üretimi nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir. Derecelendirilmiş 20mA test koşulu, parlaklık, verimlilik ve güvenilirliği dengeleyen standart bir noktadır.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED'lerin performansı sıcaklığa duyarlıdır. Bağlantı sıcaklığı arttıkça:

• İleri Gerilim (VF):Hafifçe azalır.
• Işık Şiddeti (Iv):Azalır. AlInGaP LED'ler, bazı diğer tiplere göre daha az termal sönüm gösterir, ancak çıkış yine de sıcaklık arttıkça düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd):Hafifçe kayabilir, tipik olarak daha uzun dalga boylarına (kırmızıya kayma).

Uygulama tasarımında uygun termal yönetim, ürünün ömrü boyunca tutarlı renk ve parlaklığı korumak için esastır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LTST-C191KFKT, standart bir çip LED paket formatı kullanır.

5.1 Paket Boyutları

Anahtar boyutlar şunlardır: Uzunluk: 1.6mm, Genişlik: 0.8mm, Yükseklik: 0.55mm. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar tipik olarak ±0.10mm'dir. Paketin altında lehimleme için iki metalize terminal (anot ve katot) bulunur. Polarite genellikle paketin üstündeki bir işaretleme veya pahlı bir köşe ile gösterilir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Veri sayfası, PCB için önerilen bir lehim pedi tasarımı içerir. Bu kılavuza uymak, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, tombstoning'i (bir ucun kalkması) önlemek ve otomatik montaj sırasında uygun hizalamayı sağlamak için kritik öneme sahiptir. Ped tasarımı, gerekli lehim filetosunu hesaba katar ve iki yakın aralıklı terminal arasında lehim köprüsünü önler.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, SMD montajı için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz lehim (SnAgCu) için JEDEC standartlarına uygun önerilen bir profil sağlanır. Anahtar parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma:150-200°C, kartı ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak, flux'u aktifleştirmek ve termal şoku en aza indirmek için.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Süre:Lehimin erimiş olduğu süre, tipik olarak 60-90 saniye, 260°C'de maksimum 10 saniye tepe.

Profil, spesifik PCB tasarımı, lehim macunu ve kullanılan fırın için karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimlemesi

Manuel lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir:

• Lehim Havyası Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Sınır:Plastik pakete ve iç tel bağlantılarına termal hasarı önlemek için yalnızca bir lehimleme döngüsü önerilir.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar plastik lensi veya epoksi kapsülleyiciyi hasara uğratabilir. Lehimleme sonrası temizlik gerekiyorsa, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırılması önerilir.

6.4 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassas cihazlardır (MSD). Paket nem alıcı ile mühürlenmiştir. Açıldıktan sonra, bileşenler kontrollü nemde (<%60 RH) 672 saat (28 gün) içinde kullanılmalı veya reflow sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) etkisine neden olabilecek emilmiş nemi gidermek için kullanımdan önce kurutulmalıdır. Statik elektrikten kaynaklanan hasarı önlemek için uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri, örneğin topraklı bileklik ve çalışma istasyonları kullanmak zorunludur.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Spesifikasyonları

LED'ler, otomatik montajı kolaylaştırmak için 7 inç (178mm) çapında makaralarda endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.

• Yuva Aralığı:Standart 8mm şerit.
• Makara Başına Miktar:5000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktarlar için 500 adet.
• Kapak Şeridi:Boş yuvalar üst kapak şeridi ile kapatılır.
• Eksik Lambalar:Spesifikasyona (ANSI/EIA 481) göre maksimum iki ardışık eksik LED'e izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri:Ultra ince dizüstü bilgisayarlar, tabletler ve akıllı telefonlarda güç, bağlantı, pil şarjı ve mod göstergeleri.
• Arka Aydınlatma:Otomotiv gösterge panelleri, endüstriyel kontrol panelleri ve tıbbi cihazlardaki membran anahtarlar, tuş takımları ve ikonlar için aydınlatma.
• Dekoratif Aydınlatma:İnce bir form faktörünün gerekli olduğu tüketici elektroniğinde vurgu aydınlatması.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürüşü:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Gerilim kaynağından sürerken daima seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme gerilimi, VF LED ileri gerilimi ve IF istenen ileri akımdır (örn. 20mA).
• Paralel Bağlantı:Birden fazla LED'i tek bir akım kaynağından doğrudan paralel bağlamaktan kaçının. Bireysel LED'ler arasındaki VF'deki küçük varyasyonlar, ciddi akım dengesizliğine neden olabilir; bir LED akımın çoğunu çekerek potansiyel olarak arızalanabilir. Her LED için ayrı bir akım sınırlayıcı direnç veya çok kanallı özel LED sürücü entegreleri kullanın.
• Termal Yönetim:PCB düzeninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun. Güç düşük olsa da (maks. 75mW), yüksek ortam sıcaklıklarında sürekli çalışma ışık çıkışını ve ömrü azaltabilir. LED'i diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçının.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C191KFKT'in birincil farklılaşması, ultra ince 0.55mm profilinde yatar. Tipik olarak 0.6-0.8mm yüksekliğindeki standart 0603 veya 0402 paket LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz yükseklikte ~%30'luk bir azalma sunar. Bu, giderek daha ince elektronik ürünler trendinde kritik bir avantajdır. AlInGaP teknolojisinin kullanımı, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla turuncu/kehribar aralığında daha yüksek verimlilik ve daha iyi renk kararlılığı sağlar. Ayrıca, standart IR reflow ve yerleştirme işlemleriyle uyumluluğu, bazı niş ultra ince bileşenlerin aksine, özel ekipman veya prosedürler gerektirmeden mevcut yüksek hacimli üretim hatlarına entegre edilebileceği anlamına gelir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu LED'i 30mA'de sürekli sürebilir miyim?

DC ileri akım için Mutlak Maksimum Derecelendirme 30mA olsa da, standart test koşulu ve tipik çalışma noktası 20mA'dir. 30mA'de sürekli çalıştırmak daha fazla ısı üretecek, ışık verimliliğini ve uzun vadeli güvenilirliği potansiyel olarak azaltacaktır. Optimum performans ve ömür için genellikle 20mA veya daha düşük bir değer için tasarım yapılması önerilir.

10.2 Işık Şiddeti spesifikasyonunda neden bu kadar geniş bir aralık var (45-280 mcd)?

Bu aralık, tüm sınıf kodları (P'den S'ye) boyunca toplam yayılımı temsil eder. Belirli bir sipariş tek bir sınıf için olacaktır (örn. Sınıf Q: 71-112 mcd). Sınıflandırma sistemi, üreticilerin parçaları performansa göre ayırmasına olanak tanır ve müşterilerin uygulamalarına ve maliyet gereksinimlerine uyan parlaklık sınıfını seçmelerini sağlar. Sipariş verirken her zaman istenen sınıf kodunu belirtin.

10.3 Tepe Dalga Boyu (611nm) ile Baskın Dalga Boyu (605nm) arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λP), optik güç çıkışının en yüksek olduğu fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λd), algılanan renkle en iyi eşleşen, insan renk algısına (CIE diyagramı) dayalı hesaplanmış bir değerdir. LED gibi tek renkli bir kaynak için genellikle birbirine yakındırlar, ancak tasarım amaçları için LED'in rengini belirtmek için kullanılan standart parametre λd'dir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: İnce bir Bluetooth hoparlör için durum göstergesi tasarımı.Tasarım, eşleştirme modunu göstermek için düşük güçlü bir turuncu LED gerektirir. Ön ızgaranın arkasındaki mevcut alan yalnızca 0.6mm'dir. Standart bir LED sığmaz. 0.55mm yüksekliği ile LTST-C191KFKT seçilir. Devre, 3.3V mikrodenetleyici GPIO pini kullanır. Seri direnç hesaplanır: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Standart 47 Ohm'luk bir direnç seçilir, bu da ~19mA'lik bir akımla sonuçlanır. PCB lehim pedi düzeni, veri sayfası önerisine göre tasarlanır. LED, ses amplifikatör entegresinden minimum ısı alan bir konuma yerleştirilir. Seçilen sınıf kodu, sınıf aralığının alt ucunda bile yeterli parlaklığın sağlanması için "Q"'dur. Montaj, tepe sıcaklığı 250°C olan standart bir kurşunsuz reflow profili kullanır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir LED, yarı iletken bir p-n bağlantı diyotudur. İleri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler, bağlantı bölgesine (AlInGaP'den yapılmış aktif katman) enjekte edilir. Bu elektronlar ve delikler yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda salarlar. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (rengi), aktif katmanda kullanılan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. AlInGaP, spektrumun kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı kısımlarındaki ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış hüzmesini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Gösterge ve arka aydınlatma LED'lerindeki trend, daha fazla küçültme, daha yüksek verimlilik (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) ve geliştirilmiş renk geri verimi ve tutarlılığı yönünde devam etmektedir. Ayrıca, dahili akım sınırlayıcı dirençli veya sürücü entegreli LED'ler gibi entegrasyona yönelik bir itici güç vardır. Ultra ince uygulamalar için, temelde koruyucu bir kaplamaya sahip çıplak yarı iletken die olan çip ölçekli paket (CSP) LED'ler, paket boyutunu ve yüksekliğini azaltmada bir sonraki sınırı temsil eder. Ancak, LTST-C191KFKT gibi cihazlar, mevcut geniş uygulama yelpazesi için aşırı küçültme, üretilebilirlik, güvenilirlik ve maliyet arasında mükemmel bir denge sunar.