LTST-C194KSKT Sarı SMD LED Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.3mm - İleri Gerilim 2.4V - Güç 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

LTST-C194KSKT, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Ekstra ince çip LED'ler kategorisine aittir ve sadece 0.30 mm'lik son derece düşük bir profile sahiptir. Bu, bileşen yüksekliğinin kritik bir tasarım faktörü olduğu, ultra ince ekranlar, mobil cihazlar ve arka aydınlatma modülleri gibi uygulamalar için ideal bir seçimdir.

Cihaz, ışık yayan bölgesi için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. Bu malzeme sistemi, kehribar ile kırmızı spektrum arasında yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinir. Bu özel modelde, sarı ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır. LED, maksimum ışık çıkışı ve geniş bir görüş açısı sağlayan su berraklığında bir lens paketi içine yerleştirilmiştir. Endüstri standardı 8mm şerit üzerinde paketlenir ve 7 inç çapında makaralar halinde tedarik edilir, bu da seri üretimde kullanılan yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajı, ultra ince form faktörü ile AlInGaP çip teknolojisinden gelen yüksek parlaklık çıkışının birleşimidir. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğu, onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun bir "yeşil" ürün yapar. Cihaz ayrıca, yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarında standart olan kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow dahil olmak üzere yaygın lehimleme işlemleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır.

Hedef pazar, geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesini kapsar. Ana uygulamalar arasında, minimum kalınlığın en önemli olduğu cihazlarda durum göstergeleri, tuş takımı ve simgeler için arka aydınlatma, panel aydınlatması ve dekoratif aydınlatma yer alır. Otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluğu, yüksek hacimli üretim için uygun olmasını sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, standart test koşulları (Ta=25°C) altında tanımlandığı şekilde LED'in temel performans parametrelerinin ayrıntılı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bunun aşılması, aşırı ısınmaya ve yarı iletken bağlantının hızlanmış bozulmasına yol açabilir.
• DC İleri Akım (IF):30 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım. Veri sayfası, 25°C ortam sıcaklığının üzerinde 0.4 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü belirtir, yani izin verilen sürekli akım, çalışma ortamı ısındıkça azalır.
• Tepe İleri Akım:80 mA. Bu sadece, aşırı ısınma olmadan daha yüksek ışık çıkışına kısa sürede ulaşmak için darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bundan daha büyük bir ters gerilim uygulamak, LED bağlantısında çökme ve geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C. Bu, güvenilir çalışma ve çalışmayan depolama için çevresel sınırları tanımlar.
• Lehimleme Sıcaklık Toleransı:Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 5 saniye dalga veya IR reflow lehimlemeye ve 215°C'de 3 dakika buhar fazı lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektriksel & Optik Özellikler

Bunlar, 20 mA'lik bir ileri akımda (IF) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 28.0 mcd'den maksimum 180.0 mcd'ye kadar değişir. Belirli bir birimin gerçek değeri, atandığı sınıf koduna bağlıdır (Bkz. Bölüm 3). Şiddet, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bunun gibi geniş bir görüş açısı, su berraklığında, dağıtılmamış bir lensin karakteristiğidir ve geniş aydınlatma sağlar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):588 nm. Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):587.0 nm ila 597.0 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan (bu durumda sarı) tek dalga boyudur. CIE renklilik koordinatlarından türetilir. Birimler bu aralıkta sınıflandırılır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm. Bu, spektral saflığı gösterir ve yayılım spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliğini ölçer. Daha küçük bir değer, daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):Tipik olarak 2.00V, 20 mA'de maksimum 2.40V. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (IR):5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel optik parametrelere göre "sınıflara" ayrılır. LTST-C194KSKT, iki boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen dört şiddet sınıfına (N, P, Q, R) ayrılır. Her sınıfın minimum ve maksimum değeri vardır ve her sınıf içinde +/-%15 toleransa izin verilir. Örneğin, 'R' sınıfındaki bir birim, 112.0 mcd ile 180.0 mcd arasında bir şiddete sahip olacaktır. Tasarımcılar, birden fazla LED arasında tekdüze parlaklık kritikse bu varyasyonu hesaba katmalıdır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Benzer şekilde, LED'ler renk tutarlılığını kontrol etmek için dört dalga boyu grubuna (J, K, L, M) ayrılır. Baskın dalga boyu tüm sınıflar arasında 587.0 nm'den 597.0 nm'ye kadar değişir. Her belirli sınıf (örneğin, 'K' sınıfı 589.5 nm ila 592.0 nm'yi kapsar) daha sıkı +/- 1 nm toleransa sahiptir. Bu, belirli bir partideki tüm LED'lerin çok benzer bir sarı tonuna sahip olmasını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (Şek.1, Şek.6), bunların çıkarımları LED teknolojisi için standarttır. Tasarımcılar aşağıdaki genel ilişkileri bekleyebilir:

• IV Eğrisi (Akım vs. Gerilim):İleri gerilim (VF) pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve ayrıca daha yüksek ileri akımla hafifçe artar. Doğrusal değildir, daha doğrusal hale gelmeden önce bir açılma dirseği sergiler.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışı, bir noktaya kadar ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır, bundan sonra ısınma etkileri nedeniyle verim düşebilir.
• Işık Şiddeti vs. Sıcaklık:AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı, bağlantı sıcaklığı arttıkça tipik olarak azalır. Bu, yüksek güvenilirlik veya yüksek güç sürücü uygulamaları için kritik bir husustur.
• Spektral Dağılım:Yayılım spektrumu, belirtilen 15 nm yarı genişlikle tepe dalga boyu (588 nm) etrafında merkezlenmiştir ve sarı renk noktasını tanımlar.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Cihaz Boyutları ve Polarite

LED, bir EIA standart paket ayak izine uyar. Ana boyutu 0.30 mm yüksekliğidir. Veri sayfasındaki ayrıntılı mekanik çizimler uzunluk, genişlik ve pad aralığını sağlar. Bileşenin bir polarite işareti vardır, tipik olarak paket üzerinde veya şerit yönlendirmesi yoluyla bir katot göstergesi, doğru çalışmayı sağlamak için montaj sırasında gözlemlenmelidir.

5.2 Önerilen Lehim Pad Tasarımı

Veri sayfası, PCB tasarımı için önerilen bir lehim pad deseni (lehim pad düzeni) içerir. Güvenilir lehim bağlantıları ve reflow sırasında uygun hizalama elde etmek için bu desene uymak çok önemlidir. Bir not, yakın aralıklı padler arasında köprü oluşmasını önlemek için lehim macunu uygulaması için maksimum 0.10mm'lik bir şablon kalınlığı önerir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme Özellikleri

LED'ler, 7 inçlik makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit (8mm genişlik) üzerinde tedarik edilir. Her makara 5000 adet içerir. Paketleme ANSI/EIA 481-1-A-1994 standartlarını takip eder. Ana özellikler şunlardır: boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır, kalan makaralar için minimum paketleme miktarı 500 adettir ve makara başına maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Veri sayfası iki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sağlar: biri standart kalay-kurşun (SnPb) lehim işlemi için ve biri kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemi için, tipik olarak SAC (Sn-Ag-Cu) alaşımı kullanır. Kurşunsuz profil daha yüksek bir tepe sıcaklığı (yaklaşık 260°C) gerektirir ancak termal şoku en aza indirmek için dikkatlice kontrol edilen ısınma ve soğutma hızlarına sahiptir. Profiller ön ısıtma bölgelerini, likidüs üzerindeki süreyi ve tepe sıcaklık süresini (örneğin, maksimum 260°C'de 5 saniye) tanımlar.

6.2 Depolama ve Taşıma Önlemleri

Açılmamış makaralar, 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli torbadan çıkarıldıktan sonra, bileşenler nem emilimini önlemek için 672 saat (28 gün) içinde kullanılmalıdır, aksi takdirde reflow sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir. Depolama bu süreyi aşarsa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de 24 saat boyunca kurutma önerilir. Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kap veya nitrojen saflaştırılmış bir ortam kullanın.

6.3 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüleri kullanın. Veri sayfası, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler plastik lensi veya paket malzemesini hasara uğratabilir.

7. Uygulama Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Devresi Tasarımı

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. En kritik tasarım kuralı, her zaman bir akım sınırlama mekanizması kullanmaktır. Veri sayfası, birden fazla LED bir gerilim kaynağına paralel bağlansa bile, her LED için bir seri direnç kullanılmasını (Devre Modeli A) şiddetle önerir. Bunun nedeni, LED'lerin ileri geriliminin (VF) birimden birime hafifçe değişebilmesidir. Bireysel dirençler olmadan, daha düşük VF'ye sahip LED'ler orantısız şekilde daha fazla akım çekecek ve bu da düzensiz parlaklığa ve potansiyel aşırı strese yol açacaktır (Devre Modeli B). Hassas uygulamalar için sabit akım sürücüler tercih edilir.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED'lerdeki yarı iletken bağlantı, elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı oldukça hassastır. Veri sayfası temel ESD kontrol önlemlerini özetler: operatörler topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir; tüm çalışma istasyonları, ekipman ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır; ve taşıma sırasında plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer kullanılmalıdır. ESD hasarı hemen arızaya neden olmayabilir ancak ömrün azalmasına veya düzensiz performansa yol açabilir.

7.3 Termal Yönetim

Küçük bir cihaz olmasına rağmen, 75mW güç dağılımı limiti ve akım güç azaltma eğrisi, termal yönetimin önemli olduğunu gösterir, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya maksimum sürekli akıma yakın sürüş yaparken. Lehim padlerinin etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak ısı dağılımına yardımcı olabilir. Işık şiddeti ve baskın dalga boyu bağlantı sıcaklığıyla değişebilir, bu nedenle stabil bir termal ortam sağlamak tutarlı optik performansa katkıda bulunur.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C194KSKT'nin birincil farklılaştırıcısı, AlInGaP sarı LED kategorisindeki 0.30mm profilidir. Genellikle 0.6mm veya 1.0mm yüksekliğinde olan standart SMD LED'lerle karşılaştırıldığında, bu yükseklikte %50-70'lik bir azalmayı temsil eder. Bu, hala geniş bir görüş açısı ve gösterge uygulamaları için uygun parlaklık seviyeleri sunduğu için optik performansta önemli bir ödün vermeden başarılır. Standart reflow işlemleriyle uyumluluğu, bazı özel montaj teknikleri gerektiren ultra ince cihazların aksine, alan yükseltme senaryolarında daha kalın bileşenler için doğrudan değiştirme yapılmasını sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık çıkışından sürebilir miyim?

C: Hayır. Bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 3.3V besleme ve 20mA'de tipik 2.0V VF ile, direnç değeri R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ohm olacaktır. Standart 68 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

S: Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık var (28 ila 180 mcd)?

C: Bu, tüm üretim boyunca toplam aralıktır. Belirli bir sipariş için, uygulamanızda parlaklık tutarlılığını sağlamak için daha dar bir sınıf (örneğin, Sınıf R: 112-180 mcd) talep edebilirsiniz.

S: Su berraklığındaki lens, geniş ve tekdüze bir ışık çubuğu için uygun mudur?

C: Su berraklığındaki lens geniş bir görüş açısı (130°) sağlar ancak dağıtılmış bir lense kıyasla daha odaklanmış bir "sıcak nokta" üretebilir. Mükemmel derecede tekdüze çubuklar için, LED'lerle birlikte genellikle ikincil optikler veya ışık kılavuzları kullanılır.

S: Lehimleme profil grafiğini nasıl yorumlamalıyım?

C: Grafik, Y ekseninde sıcaklığı ve X ekseninde zamanı gösterir. Çizgi, LED paketinin reflow fırınından geçerken deneyimlemesi gereken hedef sıcaklığı tanımlar. Ana noktalar maksimum ısınma hızı, ön ısıtma bekleme sıcaklığı ve süresi, lehim erime noktası üzerindeki süre, tepe sıcaklığı ve maksimum soğutma hızıdır.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Giysilebilir Cihazda Durum Göstergesi

Akıllı saat veya fitness takipçisinde, kart alanı ve kalınlığı ciddi şekilde sınırlıdır. Bir GPIO pini ve seri direnç üzerinden 10-15 mA'de sürülen tek bir LTST-C194KSKT, anlamlı bir kalınlık eklemeden net bir bildirim (şarj, mesaj, düşük pil) sağlayabilir. Geniş görüş açısı, ışığın bilekten çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar.

Örnek 2: Membran Anahtar Panelleri için Arka Aydınlatma

Membran tuş takımlı endüstriyel kontrol panelleri için, birden fazla sarı LED yarı saydam tuş simgelerinin altına yerleştirilebilir. Ultra ince profil, onların membran levhasının arkasındaki sığ boşluğa sığmasını sağlar. Aynı şiddet ve dalga boyu sınıfından LED'ler belirlenerek (örneğin, Sınıf Q, Sınıf K), tüm tuşlarda tutarlı renk ve parlaklık elde edilebilir.

Örnek 3: Dekoratif Kenar Aydınlatması

İnce bir tüketici elektroniği ürününde (örneğin, hoparlör, yönlendirici), iç kenar boyunca yerleştirilen bu LED'lerden oluşan bir çizgi, bir ışık kılavuzu veya difüzör ile birleştirildiğinde tekdüze parlayan bir aksan çizgisi oluşturabilir. 0.3mm yükseklik, onların ürünün dış kabuğuna son derece yakın yerleştirilmesine olanak tanır.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTST-C194KSKT'de ışık yayılımı, AlInGaP malzemelerden yapılmış bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesansa dayanır. Bağlantının iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler, aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme olayı enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kristal büyütme işlemi sırasında sarı spektrumda (~588-597 nm) olacak şekilde tasarlanan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

LTST-C194KSKT'nin geliştirilmesi, optoelektronik ve elektronik üretimdeki birkaç önemli trendle uyumludur. Tüketicilerin daha ince akıllı telefonlar, tabletler ve giysilebilir cihazlar talebiyle sürülen küçültme ve daha düşük profil bileşenler baskısı süreklidir. AlInGaP teknolojisi, yüksek verimli kehribar, sarı ve kırmızı LED'ler için baskın çözüm olmaya devam etmektedir, ancak fosfor dönüştürülmüş mavi LED'lerdeki (pc-LED'ler) gelişmeler artık bazı sarı/yeşil uygulamalar için alternatifler sunmaktadır. RoHS uyumluluğuna ve yeşil üretime vurgu artık evrensel bir standarttır. Ayrıca, ayrıntılı sınıflandırma sistemleri ve standartlaştırılmış paketleme (şerit & makara, EIA ayak izleri), endüstrinin küresel tedarik zincirlerinin taleplerini karşılamak için yüksek hacimli, otomatik ve tutarlı üretime olan ihtiyacını yansıtır. Kurşunsuz lehimleme için belirli profillerin dahil edilmesi, endüstrinin kurşun bazlı işlemlerden tamamen uzaklaşmasını vurgular.