LTST-C191KRKT SMD LED Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.55mm - Gerilim 2.4V - Güç 75mW - Kırmızı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C191KRKT, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için özel olarak tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Ultra ince çip LED kategorisine aittir ve dikey yüksekliğin kritik bir tasarım faktörü olduğu uygulamalarda belirgin avantajlar sunar.

Temel Avantajlar:Bu bileşenin öncelikli avantajı, ultra ince tüketici elektroniği, giyilebilir cihazlar ve ince paneller arkasındaki gösterge ışığı uygulamaları için uygun kılan son derece düşük 0.55mm yüksekliğidir. AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfür) yarı iletken malzemesini kullanır; bu malzeme, yüksek verimlilik, yüksek parlaklık ve yüksek renk saflığında kırmızı ışık üretmesiyle bilinir. Cihaz, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) Direktifi'ne tam uyumludur ve bu da onu küresel pazarlar için uygun bir çevre dostu ürün yapar.

Hedef Pazar:Bu LED, öncelikle çok küçük alanlarda güvenilir ve parlak gösterge sağlaması gereken uygulamaları hedefler. Tipik kullanım örnekleri arasında akıllı telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar, araç gösterge panelleri, endüstriyel kontrol panelleri ve tüketici elektroniği cihazlarındaki durum göstergeleri bulunur. Otomatik yüzey montaj ekipmanları ve kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, onu yüksek hacimli otomatik üretim hatları için ideal bir seçim haline getirir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde tanımlanan kritik elektriksel, optik ve termal parametrelere ilişkin detaylı ve objektif bir yorum sunmaktadır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar ve normal çalışma koşulları için geçerli değildir.

• Güç Tüketimi (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de dağıtabileceği maksimum ısı miktarıdır. Bu sınırın aşılması aşırı ısınma riski taşır ve yarı iletken eklemin hızlanmış yaşlanmasına veya felaketli arızaya yol açabilir.
• Doğru Akım İleri Yön Akımı (IF):30 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri yön akımı. Uzun vadeli güvenilir çalışma için standart uygulama, LED'i bu maksimum değerin altında, tipik olarak 20mA'lik tipik test koşullarında sürmektir.
• Tepe İleri Yön Akımı:80 mA (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 0.1ms). Bu değer, kısa süreli yüksek akım darbelerine izin verir ve çoklama şemalarında veya anlık yüksek parlaklık elde etmek için kullanılabilir, ancak ortalama akım yine de doğru akım değerine uymalıdır.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu değeri aşan bir ters öngerilim uygulanması, LED'in PN ekleminin anında delinmesine ve hasar görmesine neden olabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C. Bu geniş aralık, bileşenin endüstriyel dondurma ortamlarından yüksek sıcaklıktaki otomobil iç mekanlarına kadar çeşitli zorlu çevresel koşullarda işlevselliğini ve depolama bütünlüğünü sağlar.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, Ta=25°C ve IF=20mA'da (aksi belirtilmedikçe) ölçülmüş olup, cihazın normal çalışma koşullarındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):54.0 mcd (tipik), 18.0 mcd (minimum) ile 180.0 mcd (maksimum) aralığında. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bkz. Bölüm 3). Işık şiddeti, insan gözünün fotopik görme tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece (tipik değer). Bu, ışık şiddetinin eksenel (0°) ölçüm değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130°'lik görüş açısı, çok geniş bir ışık yayma modelini ifade eder ve eksenden uzak konumlardan görülmesi gereken durum göstergeleri için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λP):639 nm (tipik değer). Bu, spektral güç çıkışının maksimuma ulaştığı dalga boyudur ve kırmızı ışığın algılanan tonunu belirler.
• Baskın dalga boyu (λd):631 nm (IF=20mA'da tipik değer). Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen bir renk ölçüsüdür. LED'in rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyunu temsil eder. Renk spesifikasyonları için, genellikle tepe dalga boyundan daha ilgili bir parametredir.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):20 nm (tipik değer). Bu, maksimum yoğunluğun yarısında ölçülen spektral bant genişliğidir (yarı yükseklikte tam genişlik - FWHM). 20 nm'lik değer, spektral emisyonun nispeten dar olduğunu gösterir; bu, AlInGaP teknolojisinin bir özelliğidir ve dolayısıyla doygun kırmızı renk üretir.
• İleri yönlü voltaj (VF):2.4 V (tipik değer), 20 mA'de maksimum 2.4V, minimum 2.0V. Bu, LED çalışırken üzerindeki voltaj düşüşüdür ve akım sınırlama devresi tasarımı için çok önemlidir. Veri sayfası, 50°C'nin üzerinde ileri yönlü akımın 0.4 mA/°C oranında düşürülmesi (derating) gerektiğini belirtir; bu, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum DC akımın sıcaklık arttıkça azaldığı anlamına gelir.
• Ters Akım (IR):VR=5V koşulunda, 10 μA (maksimum). Bu, cihazın maksimum derecelendirmesi dahilinde ters öngerilim altında akan küçük bir sızıntı akımıdır.
• Kapasitans (C):40 pF (tipik değer), VF=0V, f=1MHz koşullarında. Bu parazitik kapasitans, yüksek hızlı anahtarlama veya çoklama uygulamalarında önemli olabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Yarı iletken üretim sürecindeki doğal varyasyonları yönetmek için, LED'ler performanslarına göre sınıflandırılır. LTST-C191KRKT, öncelikle ışık şiddeti için bir sınıflandırma sistemi kullanır.

Işık Şiddeti Sınıflandırması:LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre beş sınıfa (M, N, P, Q, R) ayrılır. Her sınıfın tanımlanmış bir minimum ve maksimum değeri vardır (örneğin, M sınıfı: 18.0-28.0 mcd, R sınıfı: 112.0-180.0 mcd). Veri sayfası, her bir ışık şiddeti sınıfı için toleransı +/-%15 olarak belirtir. Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için parlaklığı tutarlı LED'ler seçmesine olanak tanır. Örneğin, düzgün panel aydınlatması gerektiren bir ürün, tek ve dar bir sınıftan (P veya Q sınıfı gibi) LED'ler belirleyebilirken, parlaklık eşleştirmesinin kritik olmadığı maliyet odaklı uygulamalar daha geniş bir karışık sınıf kullanabilir.

Sağlanan içerikte, veri sayfası baskın dalga boyu veya ileri voltaj için ayrı bir sınıflandırma belirtmemektedir; bu, bu parametrelerin yayınlanan min/typ/max aralığında kontrol edildiğini ve bu özel model için ilave sınıf kodlarına gerek olmadığını göstermektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Metinde spesifik grafikler sunulmamış olsa da, veri sayfası tipik karakteristik eğrilerine atıfta bulunmaktadır. Standart LED davranışı ve verilen parametrelere dayanarak, beklenen eğilimleri analiz edebiliriz:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:20mA'deki tipik ileri gerilim (VF) değeri 2.4V'dir. Eğri üstel bir ilişki gösterecek, "açma" geriliminin (AlInGaP için yaklaşık 1.8-2.0V) altında neredeyse hiç akım akmayacak, ardından akım gerilimdeki küçük bir artışla hızla yükselecektir. Bu, bir LED'in neden mutlaka bir akım kaynağı veya seri bir akım sınırlama direnci içeren bir gerilim kaynağı ile sürülmesi gerektiğini vurgular.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım (Iv-IF):Normal çalışma aralığında, ışık şiddeti yaklaşık olarak ileri akımla doğru orantılıdır. LED'i 20mA'nin altında bir akımla sürmek parlaklığı orantılı olarak azaltırken, daha yüksek akımlarla (mutlak maksimum değere kadar) sürmek parlaklığı artıracak, ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretecek ve ömrü kısaltabilecektir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı (Iv-Ta):AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı genellikle ortam sıcaklığı arttıkça azalır. Bunun nedeni, daha yüksek sıcaklıklarda iç kuantum verimliliğinin düşmesidir. Azaltma spesifikasyonu (50°C üzerinde 0.4 mA/°C), performans ve güvenilirliğe yönelik bu termal etkiyi dengelemek için doğrudan bir önlemdir.
• Spektral Dağılım:Spektrum, 639 nm (λP) merkezli ve 20 nm (Δλ) genişliğinde tek bir tepe noktası gösterecek ve saf kırmızı ışık yayılımını doğrulayacaktır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu LED, EIA (Elektronik Endüstrisi Birliği) standardına uygun bir yüzey montaj paketinde kapsüllenmiştir. Temel mekanik özelliği, "ultra ince" standardına uyum sağlayan 0.55 mm (H) yüksekliğidir. Diğer ana boyutlar (uzunluk ve genişlik) bu tür çip LED'ler için tipiktir, muhtemelen yaklaşık 1.6mm x 0.8mm'dir, ancak kesin çizimler için spesifikasyon belgesine başvurun. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyut toleransları ±0.10 mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Pasta Tasarımı

Spesifikasyon belgesi, lehim pedi boyutları için öneriler içerir. Doğru lehim pedi düzeni, güvenilir lehimleme ve "tombstone" (mezar taşı) olayını önlemek için çok önemlidir. Katot (negatif taraf) genellikle, örneğin paket gövdesi üzerinde yeşil bir ton veya bir çentik/pah gibi bir işaretle belirtilir. Önerilen lehim pedi tasarımı, reflow lehimleme sırasında eşit ısınma ve kararlı bir mekanik bağlantı sağlamak için bir termal ped deseni içerecektir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bu kılavuzlara uymak, bileşen güvenilirliğini korumak ve montaj sürecinde hasarı önlemek için çok önemlidir.

• Reflow lehimleme:Bu LED, kızılötesi reflow işlemiyle uyumludur. Belirtilen koşullar, 260°C tepe sıcaklığı ve en fazla 5 saniyedir. Termal şoku en aza indirmek için 150-200°C'de, en fazla 120 saniyelik bir ön ısıtma aşaması önerilir. Cihaz, ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır.
• El lehimleme:Gerekirse, lehimleme işlemi için havya kullanılabilir. Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve her pimin lehimleme süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Bu işlem yalnızca tek seferlik olarak yapılmalıdır.
• Temizleme:Yalnızca belirtilen temizleyiciler kullanılmalıdır. Veri sayfasına göre, temizlik gerekiyorsa, bileşen oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkol içinde en fazla bir dakika bekletilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar plastik lensi veya epoksi paketini hasara uğratabilir.
• Depolama:LED'ler 30°C'yi ve %60 bağıl nemi aşmayan ortamlarda depolanmalıdır. Orijinal nem korumalı ambalajından çıkarıldıktan sonra, 672 saat (28 gün, MSL 2a) içinde kızılötesi reflow lehimleme işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama gerekiyorsa, kurutuculu hava geçirmez bir kap veya nitrojen kurutucu içinde saklanmalıdır. 672 saati aşan depolama durumunda, lehimleme öncesinde emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için en az 20 saat 60°C'de ısıl işlem (kurutma) uygulanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LTST-C191KRKT, otomatik montaja uygun endüstri standardı ambalaj formunda sunulmaktadır.

• Şerit ve Makara:Bileşenler, 8mm genişliğinde oluklu taşıyıcı şerit üzerinde paketlenmiş olup, makara çapı 13 inçtir (330mm).
• Paketleme Miktarı:Standart makara 5000 adet içerir. Tam makaradan az miktarlar için, kalan kısım minimum 500 adet olarak paketlenir.
• Paketleme Standardı:Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonuna uygundur. Taşıma bandındaki boş bileşen cepleri üst kapak ile kapatılır. Taşıma bandında ardışık olarak eksik bileşen ("eksik LED") bulunabilecek maksimum sayı ikidir.

8. Uygulama Açıklaması ve Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED, akım kontrollü bir cihazdır. Parlaklığı, voltaj yerine ileri yön akımı ile kontrol edilir. Birden fazla LED'i (özellikle paralel bağlandığında) sürerken parlaklık tutarlılığını sağlamak için,Şiddetle tavsiye edilir.Her LED için ayrı bir akım sınırlama direnci seri bağlanması önerilir (Devre Modeli A).

Devre Modeli A (Tavsiye Edilen):[Vcc] -- [Direnç] -- [LED] -- [GND]. Bu konfigürasyon, tek LED'ler arasındaki doğal ileri voltaj (VF) farklarını telafi eder. Aynı voltaj uygulansa bile, VF'si biraz daha düşük olan bir LED, bağımsız bir direnç olmadan paralel bağlanırsa daha fazla akım çeker ve daha parlak görünür.

Devre Modeli B (Paralel Bağlantı İçin Önerilmez):Birden fazla LED'in doğrudan tek bir akım sınırlama direncine paralel bağlanması önerilmez. I-V karakteristiklerindeki farklılıklar, akımın dengesiz dağılmasına neden olarak bir LED'in çoğu akımı çekmesine, parlaklık düzensizliğine ve bir bileşenin potansiyel aşırı gerilime maruz kalmasına yol açar.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır. ESD hasarı anında arızaya yol açmayabilir ancak performansı düşürerek yüksek ters yön kaçak akımı, düşük ileri yön voltajı veya düşük akımda ışık yayamama gibi sorunlara neden olabilir.

Önlemler:

• LED'leri işlerken iletken bileklik veya antistatik eldiven kullanın.
• Tüm çalışma istasyonlarının, ekipmanların ve depolama raflarının doğru şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.
• Plastik lensler üzerinde işlem sırasında birikebilecek statik elektrik yükünü nötrleştirmek için iyon jeneratörü kullanın.

8.3 Uygulama Kapsamı ve Güvenilirlik

Veri sayfasına göre, bu LED genel elektronik cihazlar (ofis ekipmanları, iletişim, ev aletleri) için uygundur. Son derece yüksek güvenilirlik gerektiren ve arızası hayati tehlike veya sağlık riski oluşturabilecek uygulamalar (havacılık, tıbbi cihazlar, güvenlik sistemleri) için, tasarımda kullanılmadan önce üreticiye danışılması gerekmektedir. Belge, ürünün tipik çalışma koşullarında sağlamlığını sağlamak için endüstri standartlarına göre yapılan standart güvenilirlik testlerine (dayanıklılık testi) atıfta bulunmaktadır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C191KRKT'nin temel farklılığı, özelliklerinin kombinasyonunda yatmaktadır:

• Standart kalınlıktaki LED'lerle karşılaştırıldığında:0.55mm yüksekliği, geleneksel 1.0mm+ yüksekliğe sahip LED'lerin gerçekleştiremediği tasarımları mümkün kılan kilit bir avantajdır.
• Diğer kırmızı LED teknolojileriyle karşılaştırma:Eski GaAsP veya GaP teknolojilerine kıyasla, AlInGaP kullanımı daha yüksek ışık yayma verimliliği (mA başına daha fazla ışık çıkışı), daha iyi renk doygunluğu (daha dar spektrum) ve yüksek sıcaklıklarda daha üstün performans sağlar.
• Reelsiz paketlenmiş LED'lerle karşılaştırma:8mm şerit makara ambalajı, yüksek hızlı yüzey montaj makineleriyle uyumluluğu sağlar; bu da dökme veya çubuk ambalajlara kıyasla büyük ölçekli üretim verimliliğini gerçekleştirmede kilit bir faktördür.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık güç kaynağı ile sürebilir miyim?
Cevap: Hayır. Seri bağlı akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Örneğin, 3.3V güç kaynağı ve 20mA hedef akım (VF tipik değeri=2.4V) için direnç değeri R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 ohm olmalıdır. Standart 47 ohm'luk bir direnç uygundur.

Soru: Işık şiddeti aralığı neden bu kadar geniş (18-180 mcd)?
Cevap: Bu, üretim sürecindeki doğal varyasyonu yansıtır. Sınıflandırma sistemi (M'den R'ye), uygulamanızın tutarlılık gereksinimlerini karşılamak için belirli, daha dar bir parlaklık aralığında garanti edilen LED'ler satın almanıza olanak tanır.

Soru: 260°C reflow sıcaklığı bir gereklilik mi yoksa maksimum değer mi?
Cevap: Bu, paketin 5 saniye içinde dayanabileceği maksimum tepe sıcaklığıdır. Tipik bir reflow profili, bir güvenlik payı sağlamak için bu değerin biraz altında bir tepe noktasına (örneğin 245-250°C) ısınır.

Soru: Çoklu LED dizisinde parlaklık düzgünlüğü nasıl sağlanır?
Cevap: Devre modeli A'yı kullanın: Her LED için bağımsız bir akım sınırlama direnci sağlayın. Ayrıca, tedarikçiden aynı yoğunluk sınıfından LED'ler belirtin.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Akıllı Telefon Bildirim LED'i:Ultra ince 0.55mm yüksekliği, bu LED'in giderek incelen modern akıllı telefon camlarının ve OLED ekranlarının arkasına yerleştirilmesine olanak tanır. 130° geniş görüş açısı, telefon masada düz dururken bile bildirim ışığının görülebilmesini sağlar. Tasarımcılar, istenen parlaklık seviyesine ulaşmak için belirli yoğunluk seviyelerini (örneğin P veya Q seviyesi) seçer ve bunu, telefonun PMIC'i (Güç Yönetimi Entegre Devresi) tarafından sürülen uygun bir akım sınırlama direnci ile eşleştirir.

Örnek 2: Araç Klima Kontrol Paneli Arka Aydınlatması:Birden fazla LTST-C191KRKT LED, düğme veya ikon arka aydınlatması için kullanılabilir. Kızılötesi geri akış ile uyumlulukları, diğer bileşenlerle birlikte aynı PCB üzerine lehimlenebilmelerini sağlar. Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-55°C ila +85°C), aracın içindeki tüm iklim koşullarında güvenilir çalışmayı garanti eder. Tasarımcılar, ısıtıcı havalandırma ağızlarına yakın yüksek ortam sıcaklıklarında ileri akımın düşürülmesini göz önünde bulundurmalıdır.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

LTST-C191KRKT, AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. PN eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Yeniden birleşmeleri, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletken kristalindeki alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor katmanlarının özel bileşimi, yasak enerji aralığını belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, yaklaşık 639 nm dalga boyunda kırmızı ışık. "Su berraklığındaki" lens malzemesi genellikle renksiz epoksi veya silikondur, çipin doğal rengini değiştirmez ve saf kırmızı ışığın verimli bir şekilde geçmesini sağlar. İnce paketleme, ışık yayan çip ile lens tepesi arasındaki mesafeyi en aza indiren gelişmiş kalıplama ve çip montaj teknikleri ile gerçekleştirilir.

13. Sektör Eğilimleri ve Gelişimi

Gösterge ve aydınlatma LED'lerinde eğilim, daha yüksek verimlilik, daha küçük boyut ve daha düşük yükseklik yönünde devam etmektedir. Bu bileşenin 0.55mm yüksekliği, tüketici elektroniği tarafından yönlendirilen miniaturizasyon eğiliminde bir adımı temsil eder. Küçük sinyal LED'leri için bile, pil ile çalışan cihazların güç tüketimini azaltmak amacıyla daha yüksek ışık verimliliği (watt başına daha fazla lümen) için sürekli bir itici güç vardır. Ayrıca, entegrasyon da bir eğilimdir; bazı uygulamalar, dahili akım regülasyonu ve teşhis işlevlerine sahip LED sürücülerine doğru ilerlemektedir. Bununla birlikte, LTST-C191KRKT gibi ayrık bileşenler, tasarım esnekliği, yüksek hacimli uygulamalarda maliyet etkinliği ve küresel montaj altyapısıyla uyumlu standart paketlerde kanıtlanmış güvenilirliği nedeniyle hala kritik öneme sahiptir.