LTST-C281KSKT Sarı SMD LED Veri Sayfası - 0.35mm Yükseklik - 2.4V Tipik - 75mW - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C281KSKT, minimum dikey profil gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış ultra ince, yüzeye montajlı bir çip LED'dir. Bu cihaz, parlak sarı bir ışık çıktısı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır. Temel tasarım hedefleri, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk, çevre düzenlemelerine uyum ve kompakt bir form faktöründe güvenilir performanstır.

Bu LED'in temel avantajı, ultra ince ekranlar, ince tüketici elektroniği ürünleri için arka aydınlatma ve yoğun yerleştirilmiş PCB'lerdeki gösterge ışıkları gibi alan kısıtlamalarının kritik olduğu uygulamalara uygun olan 0.35mm'lik son derece düşük profilindedir. 8mm şerit üzerinde paketlenir ve 7 inç çapında makaralar üzerinde tedarik edilir, bu da yüksek hızlı pick-and-place üretimini kolaylaştırır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma sınırları, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd): 75 mW. Bu, LED'in bozulma olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)): 80 mA. Bu yalnızca aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F): 30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
• Ters Gerilim (V_R): 5 V. Bu sınırın ötesinde bir ters gerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -30°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışması garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C.
• Kızılötesi Reflow Lehimleme Koşulu: Maksimum 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığına dayanır, standart kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleriyle uyumludur.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Temel performans parametreleri, Ta=25°C ortam sıcaklığında ve I_F = 20mA standart test akımında ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_V): Minimum 28.0 mcd ile maksimum 180.0 mcd aralığındadır. Tipik değer bu geniş binleme aralığı içinde yer alır (Bölüm 3'e bakınız). Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak gerçekleştirilir.
• Görüş Açısı (2θ)_1/2): 130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Alan aydınlatması veya geniş açılı göstergeler için uygun, geniş, dağınık bir ışık yayılım modelini gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P): 588 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 587 nm ila 597 nm. Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen, LED'in rengini (sarı) tanımlayan ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 15 nm. Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini, maksimum yoğunluğun yarısında ölçülmüş olarak tanımlar.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): Tipik değer 2.4V'dur ve 2.0V'dan belirtilen maksimum değere kadar bir aralığa sahiptir. Bu, LED üzerinden 20mA akım geçerken üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Yönlü Akım (I_R): 5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA'dır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre gruplara ayrılır. LTST-C281KSKT, üç kodlu bir gruplama sistemi kullanır (örneğin, D4-P-K).

3.1 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Sınıflar, bir devredeki LED'lerin benzer gerilim düşüşlerine sahip olmasını sağlayarak, paralel bağlantılarda akım dengesizliğini önler.

• D2 Sınıfı: V_F = 1.80V - 2.00V @20mA
• Bin D3: V_F = 2.00V - 2.20V @20mA
• Bin D4: V_F = 2.20V - 2.40V @20mA
• Bin başına tolerans: ±0.1V

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Bu, LED'leri ışık çıkış parlaklıklarına göre gruplandırır.

• Bin N: I_V = 28.0 mcd - 45.0 mcd @20mA
• Bin P: I_V = 45.0 mcd - 71.0 mcd @20mA
• Bin Q: I_V = 71.0 mcd - 112.0 mcd @20mA
• Bin R: I_V = 112.0 mcd - 180.0 mcd @20mA
• Kutu başına tolerans: ±%15

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk uyumlu uygulamalar için kritik olan bu, sarının kesin tonunu tanımlar.

• Bin J: λ_d = 587.00 nm - 589.50 nm @20mA
• Bin K: λ_d = 589.50 nm - 592.00 nm @20mA
• Bin L: λ_d = 592.00 nm - 594.50 nm @20mA
• Bin M: λ_d = 594.50 nm - 597.00 nm @20mA
• Her bir bin için tolerans: ±1 nm

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (Şekil 1, Şekil 6), bunların anlamları AlInGaP LED'ler için standarttır.

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: Bir diyodun tipik üstel ilişkisini sergiler. İleri yön gerilimi pozitif bir sıcaklık katsayısı gösterir, yani belirli bir akım için V_F eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır.
• Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı Grafiği: Normal çalışma aralığında (30mA'ya kadar) yoğunluk, ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Bu noktanın ötesine geçildiğinde, verim düşüşü ve artan termal etkiler nedeniyle doğrusal altı artışlar görülür.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi: AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı, genellikle ortam (ve eklem) sıcaklığı yükseldikçe azalır. Yüksek sıcaklık ortamlarında bu termal düşüm dikkate alınmalıdır.
• Spektral Dağılım: Emisyon spektrumu, 588nm (sarı) civarında merkezlenmiş olup, nispeten dar 15nm yarı genişliğe sahiptir; bu da iyi bir renk doygunluğuna işaret eder.
• Görüş Açısı Deseni: 130 derecelik görüş açısı, yoğunluğun eksen dışı görüş açısına kabaca kosinüs bağımlı olduğu, neredeyse Lambert tipi bir emisyon desenini önermektedir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Cihaz, bir EIA standart paket şablonuna uygundur. Temel boyutsal özellikler arasında 0.35mm'lik toplam yükseklik bulunur. Paket, su berraklığında bir lense sahiptir. Polarite, paket veya şerit üzerinde tipik olarak bir çentik, yeşil nokta veya başka bir görsel işaret olan katot işareti ile belirtilir. Kesin işaretleme, paket çiziminden doğrulanmalıdır.

5.2 Önerilen Lehim Pisti Düzeni

Reflow sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için bir land pattern (lehim pedi ayak izi) sağlanmıştır. Bu desen, uygun lehim ıslanmasını, reflow sırasında bileşenin kendi kendine hizalanmasını ve uzun vadeli mekanik güvenilirliği kolaylaştırmak üzere tasarlanmıştır. Mezar taşı (tombstoning) veya zayıf lehim bağlantılarını önlemek için bu önerilen düzene uymak çok önemlidir.

5.3 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı olan kabartmalı taşıyıcı bant içinde, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılı olarak tedarik edilir.

• Cep Aralığı: 8mm (birçok küçük SMD bileşeni için standart).
• Makara Başına Miktar: 5000 adet.
• Artık kumaşlar için Minimum Sipariş Miktarı (MOQ): 500 adet.
• Eksik Bileşenler: Maksimum iki ardışık boş yuva izin verilir.
• Standart: Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz lehim işlemleri için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: 150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi: Lehim macunundan düzgün ısınma ve çözücü buharlaşması için maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Sıvılaşma Üzeri Süre (TAL): Tepe sıcaklığın 5°C altındaki süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Bileşen, bu tepe sıcaklığa maksimum iki yeniden akış döngüsü boyunca dayanabilir.

Profil, JEDEC standartlarına dayanmaktadır. Mühendisler, güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak için kendi spesifik PCB tasarımları, lehim pastası ve fırınları için profili karakterize etmelidir.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Bağlantı ayağı başına maksimum 3 saniye.
• Sınır: Plastik paket ve yarı iletken çip üzerinde termal hasarı önlemek için yalnızca bir el lehimleme döngüsüne izin verilir.

6.3 Temizleme

Temizleme gerektirmeyen lehim pastası ile reflow işleminden sonra genellikle temizlik gerekmez. Temizlik gerekliyse (örneğin, flux ile el lehimlemesi sonrası):

• Önerilen Çözücüler: Sadece etil alkol veya izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı temizleyiciler kullanın.
• İşlem: LED'i normal oda sıcaklığında bir dakikadan daha kısa süre daldırın. Hafifçe çalkalama uygulanabilir.
• Kaçının: Epoksi lensi veya paket işaretlerine zarar verebilecek belirtilmemiş kimyasal sıvılar, ultrasonik temizleme (mekanik strese neden olabilir) veya sert çözücüler kullanmayın.

7. Depolama ve Taşıma

7.1 Nem Hassasiyeti

LED paketi nem hassastır. Emilen nemin hızlı buharlaşması nedeniyle yeniden akış sırasında "patlamış mısır etkisi" (paket çatlaması) oluşmasını önlemek için depolama koşullarına uyulması kritik önem taşır.

• Kapalı Torba (Orijinal Ambalaj): ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın. Nem önleyici torbada ve kurutucu ile saklandığında raf ömrü bir yıldır.
• Torba Açıldıktan Sonra: Torba dışındaki maruz kalma süresi sınırlıdır. ≤30°C ve ≤60% RH koşullarında saklandığında, reflow öncesi önerilen "zemin ömrü" 672 saattir (28 gün).
• Uzatılmış Depolama (Açılmış): 672 saati aşan depolama için, bileşenleri desikantlı kapalı bir kaba veya nitrojen desikatörüne yerleştirin.
• Yeniden Fırınlama: 672 saatten fazla açıkta kalan bileşenler, emilmiş nemi uzaklaştırmak için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED'ler elektrostatik deşarj nedeniyle hasara karşı hassastır. Tüm işleme ve montaj aşamalarında önlem alınmalıdır.

• Operatörler topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir.
• Tüm çalışma istasyonları, aletler ve ekipmanlar uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Çalışma yüzeylerinde iletken veya dağıtıcı paspaslar kullanın.
• Bileşenleri ESD korumalı ambalajlarda taşıyın ve depolayın.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri: Tüketici elektroniği (yönlendiriciler, set üstü kutular, akıllı ev cihazları), ofis ekipmanları ve endüstriyel kontrol panellerinde güç, bağlantı ve işlev durum ışıkları.
• Arka Aydınlatma: İnce cihazlardaki LCD ekranlar için kenardan veya doğrudan arka aydınlatma, tuş takımı aydınlatması ve yüksekliğin kısıtlı olduğu yerlerde simge arka aydınlatması.
• Otomotiv İç Aydınlatma: Gösterge paneli göstergeleri, anahtar aydınlatması ve ortam aydınlatması (spesifik otomotiv sınıfı gereksinimlerinin doğrulanmasına tabidir).
• Taşınabilir ve Giyilebilir Cihazlar: Akıllı telefonlar, tabletler ve fitness takipçilerindeki pil seviyesi göstergeleri, bildirim ışıkları ultra düşük profilden faydalanmaktadır.

8.2 Tasarım Hususları

• Current Limiting: Her zaman bir seri akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (V_kaynağı - V_F) / I formülünü kullanarak hesaplayın._FDoğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle maksimum akım yakınında veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı veya lehim pedleri altında termal geçişler sağlayın. Bu, ışık çıkışını ve ömrü korur.
• Paralel Bağlantılar: Birden fazla LED'i tek bir voltaj kaynağından doğrudan paralel bağlamaktan kaçının. V_F değerindeki küçük farklılıklar önemli bir akım dengesizliğine neden olabilir ve bir LED toplam akımın büyük kısmını çeker. Her LED için ayrı akım sınırlama direnci veya çok kanallı bir sabit akım sürücüsü kullanın.
• Optik Tasarım: Geniş 130 derecelik görüş açısı, iyi eksen dışı görünürlük sağlar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C281KSKT, kendi sınıfında belirli avantajlar sunar:

• vs. Standart Kalınlık LED'ler (0.6mm+): Temel fark, geleneksel LED'lerin sığamadığı alan kısıtlı uygulamalarda tasarım imkanı sağlayan 0.35mm yüksekliktir.
• vs. Diğer Sarı LED Teknolojileri: AlInGaP yarı iletken malzemenin kullanımı, GaAsP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında daha yüksek ışık verimliliği (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), daha iyi sıcaklık kararlılığı ve üstün renk saflığı (daha dar spektrum) sağlar.
• vs. Makarada Paketlenmemiş LED'ler: 8mm bant üzerinde makaralı paketleme, seri üretim için önemli bir avantajdır; yüksek hızlı otomatik al-yerleştir makineleriyle uyumluluğu sağlayarak montaj süresini ve maliyetini azaltır.
• Uygunluk: RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyar ve bir Yeşil Ürün olarak sınıflandırılır; bu, birçok küresel pazarda satılan elektronikler için zorunlu bir gerekliliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P): LED'in en fazla optik gücü yaydığı gerçek, fiziksel dalga boyudur. Spektrumdan doğrudan ölçülür.
Baskın Dalga Boyu (λ_d): İnsan renk algısına (CIE çizelgesi) dayalı hesaplanan bir değerdir. LED'in geniş spektrumlu çıktısıyla aynı renkte görünecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Renk tanımı ve eşleştirme için baskın dalga boyu daha alakalı parametredir.

10.2 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim?

Evet, 30mA maksimum nominal DC ileri akımdır. Ancak, optimum ömür ve yüksek ortam sıcaklığı gibi gerçek dünya koşullarını hesaba katmak için bu değerin düşürülmesi iyi bir mühendislik uygulaması olarak kabul edilir. 20mA'de (standart test koşulu) veya daha düşük bir akımda çalıştırmak, LED'in çalışma ömrünü önemli ölçüde uzatacak ve daha kararlı bir ışık çıkışı sağlayacaktır.

10.3 Binning neden önemlidir ve hangi bin'i seçmeliyim?

Binning, bir uygulama içinde görünüm ve performans tutarlılığı için çok önemlidir. Örneğin, birden fazla durum LED'inden oluşan bir panelde, farklı yoğunluk veya dalga boyu bini'ndeki LED'lerin kullanılması, gözle görülür şekilde farklı parlaklık ve renk tonlarıyla sonuçlanır.
Uygulamanızın ihtiyaçlarına göre bin'leri seçin: Sıkı renk eşleştirmesi için (örneğin, markaya özel sarı), dar bir baskın dalga boyu bin'i (J, K, L veya M) belirtin. Birden fazla birimde tutarlı parlaklık için, bir ışık şiddeti bin'i (N, P, Q veya R) belirtin. Paralel dizilerde akım dengelemesi için, bir ileri voltaj bin'i (D2, D3, D4) belirtin.

10.4 Bir soğutucu gerekiyor mu?

Düşük 75mW güç dağılımı nedeniyle, tek bir LED için genellikle 30mA veya altında çalışırken özel bir soğutucu gerekli değildir. Ancak, PCB seviyesinde etkili termal yönetim esastır. Bu, LED'in lehim pedlerine bağlı yeterli bakır alanı (termal ped) sağlayarak ısının, bir ısı yayıcı görevi gören PCB alt tabakasına iletilmesi anlamına gelir. Bu, LED dizileri veya yüksek sıcaklık ortamlarında çalışma için özellikle önemlidir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için düşük pil göstergesi tasarlanıyor. Cihaz kasanın, gösterge alanındaki PCB ve tüm bileşenler için 0.5mm'lik bir iç yükseklik sınırlaması bulunuyor.
Zorluk: 0.6mm yüksekliğe sahip standart bir LED sığmayacaktır.
Çözüm: 0.35mm yüksekliğe sahip LTST-C281KSKT seçilmiştir. 3.3V besleme için bir akım sınırlama direnci hesaplanır: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45Ω. 47Ω standart değerli bir direnç seçilir, bu da I_F ≈ 19mA sonucunu verir. 130 derecelik geniş görüş açısı, göstergenin çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar. Sarı renk, evrensel bir dikkat/uyarı göstergesi olarak seçilmiştir. Şerit ve makara paketleme, otomatik montaja olanak tanıyarak üretim verimliliğini ve güvenilirliğini sağlar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTST-C281KSKT, AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. Bu malzeme, III-V grubundan bir bileşik yarı iletkendir. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini fotonlar (ışık) şeklinde salarlar. Aktif katmandaki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfürün özgül bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tayin eder. Sarı ışık (~590nm) için özel bir bant aralığı enerjisi tasarlanmıştır. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için SMD LED'lerde genel eğilim şu yönde ilerlemeye devam etmektedir:

• Artan Verimlilik: Watt başına daha fazla lümen (lm/W) üreten malzeme ve yapılar geliştirerek, aynı ışık çıktısı için güç tüketimini azaltmak.
• Küçültme: Paket boyutunda (kapladığı alan ve yükseklik) daha da fazla küçülme, giderek daha ince elektronik cihazların geliştirilmesini sağlamaktadır. Bu cihazın 0.35mm yüksekliği bu eğilimin bir parçasıdır.
• Geliştirilmiş Renk Gerçekçiliği ve Gamut: Ekran arka aydınlatması için, daha geniş renk gamutlarına (örneğin, Rec. 2020) olanak sağlamak amacıyla daha dar spektral tepe noktalarına ve belirli dalga boylarına sahip LED'lere doğru bir geçiş söz konusudur.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Ömür: Daha yüksek jonksiyon sıcaklıklarına ve daha sert çevresel koşullara dayanacak şekilde paketleme malzemelerinde (epoksi, silikon) ve çip montaj teknolojilerindeki gelişmeler, işletim ömrünü uzatmaktadır.
• Entegrasyon: Birden fazla LED çipini (RGB, RGBW) tek bir pakette birleştirmek veya sürücü elektroniğini (IC) LED ile entegre ederek tasarımı basitleştirmek ("akıllı LED'ler").