LTST-C281KGKT Chip LED Teknik Veri Sayfası - Boyutlar 2.8x1.2x0.35mm - Gerilim 2.4V - Güç 75mW - Yeşil Renk - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklık ve kompakt form faktörü gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış, ultra ince, yüzey montajlı bir chip LED olan LTST-C281KGKT'nin tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, geleneksel LED teknolojilerine kıyasla üstün ışık verimliliği sunan yeşil bir ışık çıkışı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır. Birincil tasarım hedefleri, yüksek yoğunluklu PCB düzenlerini mümkün kılmak, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk ve standart reflow lehimleme koşullarında güvenilir performans sağlamaktır.

Bu bileşenin temel avantajları, ultra ince ekranlar, mobil cihazlar ve arka aydınlatma üniteleri gibi katı yükseklik sınırlamaları olan uygulamalar için kritik öneme sahip olan 0.35mm'lik son derece düşük profilini içerir. Yeşil bir ürün olarak sınıflandırılır ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur, bu da çevre dostu tasarımlar için uygun hale getirir. Paket, yüksek hızlı pick-and-place üretimini kolaylaştıran, 7 inç çapında makaralara takılı endüstri standardı 8mm bant üzerinde tedarik edilir.

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 ve güvenilir uzun vadeli performans için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, yarı iletken bağlantının aşırı ısınma riski taşımasına, hızlanmış bozulmaya veya felaket arızasına yol açabilir.
• DC İleri Akım (IF):30 mA. LED'e uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Tepe İleri Akım:80 mA. Bu, yalnızca katı 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşulları altında izin verilir. Bu değer, çoklama veya kısa sinyal gösterme senaryoları için geçerlidir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu değeri aşan bir ters öngerilim uygulamak, LED'in PN bağlantısının bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. LED'in doğru şekilde çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığı.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye için 260°C. Bu, kurşunsuz reflow lehimleme işlemi sırasında paketin dayanabileceği tepe sıcaklığını ve zaman profilini tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve IF=20mA standart test koşulunda ölçülür. Cihazın tipik performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (Iv):35.0 mcd (Tipik), minimum 18.0 mcd. Bu, belirli bir yönde yayılan ışığın algılanan gücünün ölçüsüdür. Fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisini yaklaşık olarak karşılayan bir sensör-filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece (Tipik). Bu, ışık şiddetinin merkez eksendeki (0°) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu gibi geniş bir görüş açısı, alan aydınlatması için uygun, daha dağınık, lambert benzeri bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):574 nm. Bu, yayılan ışığın spektral güç dağılımının maksimum yoğunluğa ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):571 nm (IF=20mA'da Tipik). Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Tepe dalga boyundan daha doğru bir renk temsilidir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm. Bu, yayılım spektrumunun maksimum yoğunluğunun yarısındaki genişliğidir (Yarım Maksimumda Tam Genişlik - FWHM). Daha dar bir yarı genişlik, spektral olarak daha saf, doygun bir rengi gösterir.
• İleri Gerilim (VF):2.4 V (Tipik), IF=20mA'da maksimum 2.4 V. Bu, belirtilen akımda çalışırken LED üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (IR):VR=5V'da 10 μA (Maksimum). Bu, belirtilen ters gerilim uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.

3. Bin Kodlama Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre performans binlerine ayrılır. LTST-C281KGKT üç boyutlu bir bin kodlama sistemi kullanır.

3.1 İleri Gerilim Bin Kodlaması

Birimler IF=20mA'da ölçülen Volt (V) cinsindendir. Her bin için tolerans ±0.1V'dur.

• Bin 4: 1.90V (Min) - 2.00V (Maks)
• Bin 5: 2.00V - 2.10V
• Bin 6: 2.10V - 2.20V
• Bin 7: 2.20V - 2.30V
• Bin 8: 2.30V - 2.40V

Bu bin kodlama, tasarımcıların seri dizilerde veya hassas akım regülasyonu gerektiren uygulamalarda yakından eşleşen Vf değerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti Bin Kodlaması

Birimler IF=20mA'da ölçülen milikandela (mcd) cinsindendir. Her bin için tolerans ±%15'tir.

• Bin M: 18.0 mcd (Min) - 28.0 mcd (Maks)
• Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd

Bu sınıflandırma, LED'leri parlaklık çıkışlarına göre gruplandırarak, belirli minimum yoğunluk gereksinimleri olan uygulamalar için seçim yapılmasını sağlar.

3.3 Baskın Dalga Boyu Bin Kodlaması

Birimler IF=20mA'da ölçülen nanometre (nm) cinsindendir. Her bin için tolerans ±1 nm'dir.

• Bin C: 567.5 nm (Min) - 570.5 nm (Maks)
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

Bu bin kodlama, renk tutarlılığını sağlar. Aynı bin içindeki LED'ler, insan gözüne neredeyse aynı ton yeşil görünecektir, bu da çoklu LED dizileri ve ekranlar için kritik öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 6), tipik ilişkiler tanımlanabilir.

Işık Şiddeti vs. İleri Akım (I-V Eğrisi):AlInGaP LED'ler için, ışık şiddeti tipik olarak ileri akımla neredeyse doğrusal bir ilişki içinde artar, ancak bir noktadan sonra artan ısı nedeniyle verim düşebilir. Önerilen 20mA veya altında çalışmak, optimal verimlilik ve uzun ömür sağlar.

İleri Gerilim vs. Sıcaklık:Bir LED'in ileri gerilimi (Vf) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir; bağlantı sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, sabit gerilim sürücü devrelerinde dikkate alınmalıdır, çünkü sıcaklıktaki bir artış akımda artışa yol açabilir.

Spektral Dağılım:Yayılım spektrumu, baskın dalga boyu (tipik 571nm) etrafında merkezlenmiştir. 15nm'lik yarı genişlik, nispeten dar bir yeşil ışık bandını gösterir ve iyi renk saflığına katkıda bulunur. Tepe dalga boyu, artan bağlantı sıcaklığı ve sürücü akımı ile hafifçe (tipik olarak daha uzun dalga boylarına) kayabilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA standardı paket şekline uyar. Temel boyutsal özellikler, onu "ekstra ince" bir bileşen yapan 0.35mm'lik toplam yüksekliği içerir. Uzunluk ve genişlik, detaylı paket çiziminde tanımlanmıştır (veri sayfasında referans verilmiştir). Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.10mm'dir. Lens malzemesi su berraklığındadır, bu da ışık çıkışını maksimize eder ve amaçlanan görüş açısı modelini sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Veri sayfası, önerilen bir lehim pad düzeni içerir. Doğru pad tasarımı, güvenilir bir lehim bağlantısı elde etmek, reflow sırasında doğru hizalamayı sağlamak ve ısı dağılımını yönetmek için kritik öneme sahiptir. Katot tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle bir çentik, yeşil bir nokta veya farklı bir bacak uzunluğu/şekli ile işaretlenir. Önerilen pad boyutları, reflow sırasında tombstoning'i (bileşenin bir uçta dikilmesi) önlemeye ve iyi lehim filetoları oluşturmaya yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Bu profil JEDEC standartlarına uygundur ve genel bir hedef olarak hizmet eder. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma:150-200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye, düzgün ısınma ve flux aktivasyonu için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Bileşen bu sıcaklığa 10 saniye dayanacak şekilde derecelendirilmiştir.
• Sıvı Faz Üzerinde Geçen Süre (TAL):Lehimin erimiş olduğu süre, bileşeni aşırı strese sokmadan iyi intermetalik bağlar oluşturmak için kontrol edilmelidir.

Optimal profilin, spesifik PCB tasarımına, lehim pastasına ve kullanılan fırına bağlı olduğu vurgulanmaktadır. Spesifik montaj hattı için karakterizasyon önerilir.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Lehim Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Pad başına maksimum 3 saniye. Bu, LED çipine ve plastik pakete termal hasar vermemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama ve Taşıma

• ESD (Elektrostatik Deşarj) Önlemleri:Cihaz ESD'ye karşı hassastır. Taşıma, bilek kayışları, antistatik paspaslar ve topraklanmış ekipman kullanılarak yapılmalıdır.
• Nem Hassasiyeti:Yüzey montajlı plastik bir paket olarak, nem emilimine karşı hassastır. Orijinal kapalı nem bariyerli torba açılırsa, bileşenler önerilen depolama koşullarında (≤30°C, ≤%60 RH) 672 saat (28 gün) içinde IR reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdır. Bu süreyi aşan veya kontrolsüz ortamlarda depolama için, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme gereklidir; bu, "popcorning"i (reflow sırasında hızlı buhar genleşmesi nedeniyle paket çatlaması) önlemek içindir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı banttır. Her makara 5000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan stok için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Bant ve makara özellikleri ANSI/EIA-481'e uygundur. Bandaki boş cepler, bileşenleri korumak için üst kapak bandı ile kapatılmıştır. Standarda göre, ardışık izin verilen maksimum eksik bileşen (boş cep) sayısı ikidir.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, tüketici elektroniği (telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar) üzerindeki durum göstergeleri, küçük LCD'ler veya tuş takımları için arka aydınlatma, dekoratif aydınlatma, otomotiv iç aydınlatması ve genel amaçlı panel göstergeleri dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur. İnce profili, alan kısıtlı tasarımlar için idealdir.

8.2 Sürücü Devre Tasarımı

Akım Sınırlama Esastır:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Maksimum DC ileri akımı (30mA) aşmayı önlemek için her zaman bir seri akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı bir sürücü devresi kullanılmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vbesleme - Vf_LED) / I_istenen. Tipik Vf=2.4V, istenen akım=20mA ve 5V besleme ile: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Standart 130 veya 150 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 75mW), termal padlerin (belirtilmişse) etrafında yeterli PCB bakır alanı veya genel iz genişliği sağlamak, ısıyı dağıtmaya, LED verimliliğini ve ömrünü korumaya yardımcı olur, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde.

8.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyicilerin kullanılması, plastik pakete ve lense zarar verebilir, renk değişimine veya çatlamaya yol açabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin temel farklılaştırıcı faktörleri, onunultra ince 0.35mm yüksekliğive yeşil chip içinAlInGaP teknolojisininkullanılmasıdır.

• Geleneksel LED Paketlerine Karşı:Eski LED paketleriyle (örn., 3mm veya 5mm delikli) karşılaştırıldığında, bu SMD chip LED, modern miniaturize tasarımları mümkün kılan önemli ölçüde daha küçük bir ayak izi ve profil sunar. Ayrıca tam otomatik montaja olanak tanır.
• AlInGaP vs. Diğer Teknolojiler:Yeşil ve sarı renkler için, AlInGaP LED'ler genellikle Galyum Fosfit (GaP) gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Bu, daha parlak çıkış ve bir dizi çalışma koşulunda daha tutarlı renk ile sonuçlanır.
• Su Berraklığında Lens:Su berraklığındaki (dağınık olmayan) lens, mümkün olan en yüksek ışık çıkışını ve iyi tanımlanmış bir görüş açısı modeli sağlar; bu, daha yumuşak bir görünüm için ışığı daha geniş bir şekilde dağıtan dağınık bir lensin aksinedir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

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

C: Hayır. Akım sınırlayıcı bir direnç olmadan doğrudan 3.3V uygulamak, muhtemelen 30mA maksimum değeri çok aşan bir akıma neden olur ve LED'i anında hasara uğratır. Her zaman bir seri direnç veya sabit akımlı sürücü kullanın.

S: Tepe Dalga Boyu (574nm) ile Baskın Dalga Boyu (571nm) arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu, spektral gücün en yüksek olduğu yerdir. Baskın dalga boyu, renk algısından (CIE diyagramı) türetilir ve gerçek algılanan rengi daha iyi temsil eder. Genellikle yakındırlar ancak özellikle asimetrik spektrumlu LED'ler için aynı değildirler.

S: Görüş açısı 130 derece. Bu, ışığın yalnızca bu koni içinde görülebileceği anlamına mı gelir?

C: Hayır, ışık neredeyse yarı küresel bir modelde yayılır, ancak yoğunluğu açıyla azalır. 130 derecelik özellik, yoğunluğun eksenel (0°) değerin yarısına düştüğü açıdır. Bu açının dışında hala biraz ışık görülebilir, ancak önemli ölçüde daha sönüktür.

S: Torba açıldıktan sonra depolama süresi neden 672 saat ile sınırlı?

C: Bu, nem hassasiyet seviyesi (MSL) nedeniyle. Plastik paket havadan nem emebilir. Reflow lehimlemenin yüksek ısısı sırasında bu nem hızla buhara dönüşebilir ve paketin çatlamasına ("popcorning") neden olabilecek iç basınç oluşturabilir. 672 saatlik limit uygun depolama varsayımıyla belirlenmiştir; pişirme emilen nemi uzaklaştırır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Çoklu LED Durum Çubuğu:Taşınabilir bir cihazda 5 segmentli bir durum çubuğu tasarlamak. Tekdüze parlaklık ve renk sağlamak için, aynı Işık Şiddeti bininden (örn., hepsi Bin N'den) ve aynı Baskın Dalga Boyu bininden (örn., hepsi Bin D'den) LED'ler belirtin. Onları ortak bir sabit akımlı devre veya İleri Gerilim bininden (örn., Bin 8, 2.4V) maksimum Vf kullanılarak hesaplanan bireysel dirençlerle sürün; bu, en kötü durum Vf varyasyonunda bile tüm LED'lerin yanmasını garanti eder.

Örnek 2: İnce Membran Anahtarını Arka Aydınlatma:0.35mm yükseklik burada çok önemlidir. LED, neredeyse hiç ek kalınlık olmadan bir membran katmanı üzerindeki yarı saydam bir simgenin arkasına doğrudan yerleştirilebilir. 10-15mA'lik bir akım (20mA yerine) yeterli olabilir, bu da karanlık bir ortamda yeterli aydınlatma sağlarken güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır.

12. Çalışma Prensibi

LTST-C281KGKT, AlInGaP malzemelerinden oluşan bir PN bağlantısına dayanan bir yarı iletken ışık kaynağıdır. Bağlantının iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, N-tipi bölgeden elektronlar ve P-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde salınır. AlInGaP alaşımının spesifik enerji bant aralığı, yayılan fotonların dalga boyunu (rengini) belirler; bu durumda görünür spektrumun yeşil bölgesindedir (~571nm). Su berraklığındaki epoksi paket, bir lens görevi görerek ışık çıkışını şekillendirir ve kırılgan yarı iletken çip için mekanik ve çevresel koruma sağlar.

13. Teknoloji Trendleri

LTST-C281KGKT gibi LED'lerin gelişimi, birkaç temel endüstri trendini takip eder:

• Miniaturizasyon:Giderek daha küçük ve ince elektronik ürünleri mümkün kılmak için paket boyutunda (ayak izi ve yükseklik) sürekli azalma.
• Artırılmış Verimlilik:Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki ilerlemeler (AlInGaP kullanımı gibi), watt başına daha yüksek lümen (lm/W) sağlayarak belirli bir ışık çıkışı için güç tüketimini azaltır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Uyumluluk:Paket malzemeleri ve yapısındaki iyileştirmeler, artık bir endüstri standardı olan 260°C kurşunsuz reflow profillerine dayanma gibi daha yüksek sıcaklık toleransına olanak tanır.
• Standardizasyon ve Otomasyon:Standart paket şekillerinin (EIA) ve bant-makara paketlemenin benimsenmesi, yüksek hacimli, otomatik yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarıyla uyumluluk için kritik öneme sahiptir ve üretim maliyetlerini düşürür.