LTST-C171KGKT SMD LED Veri Sayfası - 0.8mm Yükseklik - 2.4V İleri Gerilim - Yeşil Renk - 75mW Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C171KGKT, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Sadece 0.80 mm yüksekliği ile dikkat çeken ultra ince chip LED ailesine aittir. Bu özelliği, bileşen yüksekliğinin kritik bir tasarım faktörü olduğu ince tüketici elektroniği, otomotiv gösterge panelleri ve taşınabilir cihazlarda arka aydınlatma göstergeleri, durum ışıkları ve dekoratif aydınlatma için ideal bir seçim haline getirir.

LED, amberden yeşil spektrumunda yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinen bir teknoloji olan Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken chip kullanır. Bu spesifik model yeşil ışık yayar. Yapısı ve malzemeleri, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur ve bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun bir "yeşil ürün" olarak sınıflandırır.

8mm şerit üzerinde paketlenmiş ve 7 inç çapında makaralar üzerinde tedarik edilen bileşen, yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumludur. Ayrıca standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bu da verimli ve güvenilir seri üretimi kolaylaştırır.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya yakınında uzun süreli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum toplam güçtür.
• DC İleri Akım (IF):30 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Tepe İleri Akım:80 mA. Bu sadece aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Değer Düşürme:Maksimum DC ileri akım, ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerindeki her bir santigrat derece için 0.4 mA doğrusal olarak azaltılmalıdır. Bu, yüksek sıcaklıklı ortamlarda termal yönetim için çok önemlidir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması anında jonksiyon bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C. Cihaz, bu geniş endüstriyel sıcaklık aralığında çalışma ve depolama için derecelendirilmiştir.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır, bu kurşunsuz (Pb-free) lehim reflow profilleri için standarttır.

2.2 Elektriksel & Optik Karakteristikler

Bunlar, Ta=25°C ve standart test koşulu olan 20 mA IF'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):18.0 (Min) / 35.0 (Tip) mcd. Bu, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör tarafından ölçülen ışık çıkışının algılanan parlaklığıdır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130° (Tip). Bu geniş görüş açısı, LED'in geniş bir koni üzerinde ışık yaydığını gösterir, bu da geniş alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):574 nm (Tip). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):571 nm (Tip). Bu, CIE renklilik hesaplamalarından türetilen, LED'in algılanan rengini (yeşil) en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (Tip). Bu spektral saflığı ölçer; daha dar bir genişlik daha doygun, saf bir renk anlamına gelir.
• İleri Gerilim (VF):2.0 (Min) / 2.4 (Tip) V. LED 20 mA iletime geçtiğinde üzerindeki gerilim düşümü.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de 10 μA (Maks). Düşük bir ters kaçak akım tercih edilir.
• Kapasitans (C):0V, 1 MHz'de 40 pF (Tip). Bu parazitik kapasitans, yüksek frekanslı anahtarlama uygulamalarında önemli olabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre performans sınıflarına ayrılır. LTST-C171KGKT üç boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

Sınıflar, 20mA'de bir VF aralığını temsil eden sayısal bir kod (4'ten 8'e) ile tanımlanır. Örneğin, '5' Sınıf Kodu, VF'si 2.00V ile 2.10V arasında olan LED'leri kapsar. Her sınıfa ±0.1V tolerans uygulanır. Bir devrede eşleşen VF sınıflarının kullanılması, LED'ler paralel bağlandığında üniform akım paylaşımı elde etmeye yardımcı olur.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar, 20mA'de bir Iv aralığını temsil eden alfabetik bir kod (M, N, P) ile tanımlanır. Örneğin, 'M' Sınıfı 18.0 ila 28.0 mcd'yi kapsarken, 'N' Sınıfı 28.0 ila 45.0 mcd'yi kapsar. Her sınıfa ±%15 tolerans uygulanır. Bu, tasarımcıların uygulamalarına uygun bir parlaklık derecesi seçmelerine olanak tanır.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Sınıflar, 20mA'de bir λd aralığını temsil eden alfabetik bir kod (C, D, E) ile tanımlanır. Örneğin, 'D' Sınıfı, 570.5 nm ila 573.5 nm'yi kapsar. Her sınıf için ±1 nm'lik sıkı bir tolerans korunur, bu da bir parti LED boyunca çok tutarlı bir renk görünümü sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (Şek.1, Şek.6), bunların anlamları standarttır.Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akımeğrisi, düşük akımlarda neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir, termal ve verimlilik etkileri nedeniyle yüksek akımlarda doyuma meyillidir.Açısal Şiddet Dağılımıdeseni (Şek.6), 130°'lik görüş açısını gösterir ve ışık şiddetinin merkez ekseninden nasıl azaldığını gösterir.Spektral Dağılımgrafiği (Şek.1), 574 nm civarında merkezlenmiş ve 15 nm yarı genişliğe sahip Gauss benzeri bir eğri gösterir, yeşil renk yayılımını doğrular.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı EIA paket şekline sahiptir. Temel boyutlar arasında toplam 0.80 mm yükseklik bulunur. Detaylı mekanik çizimler, aksi belirtilmedikçe standart ±0.10 mm toleransla, uzunluk, genişlik, bacak aralığı ve lens geometrisini belirtir. Bu hassas boyutlar PCB ayak izi tasarımı için kritik öneme sahiptir.

5.2 Polarite Tanımlama & Lehim Pedi Tasarımı

Bileşenin bir anodu ve katodu vardır. Veri sayfası, önerilen bir lehim pedi deseni içerir. Bu desen, reflow sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumu için optimize edilmiştir, uygun ıslanma ve mekanik mukavemet sağlarken lehim köprüsünü önler. Bu önerilen ayak izine uymak, üretim verimi için esastır.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit (8mm aralık) üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 standartlarına uygundur. Temel notlar şunları içerir: boş cepler kapak bandı ile kapatılır, artık parçalar için minimum sipariş miktarı 500 adettir ve makara başına en fazla iki ardışık eksik bileşene izin verilir.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir kızılötesi reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler arasında 150-200°C ön ısıtma bölgesi, 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi aşmayan tepe sıcaklığı ve sıvılaşma üzeri süresi (tipik olarak ~217°C) maksimum 10 saniye bulunur. LED bu profili maksimum iki kez dayanabilir.

6.2 El Lehimlemesi

Manuel lehimleme gerekliyse, sıcaklığı 300°C'yi aşmayan bir lehim havya kullanılmalı ve her bağlantı için lehimleme süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Bu, plastik pakete termal hasar vermemek için sadece bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Sadece belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Önerilen çözücüler, normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür. LED bir dakikadan daha az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Depolama & Nem Hassasiyeti

LED'ler, 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli torbadan çıkarıldıktan sonra, bileşenler 672 saat (28 gün, MSL 2a) içinde IR reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolanacaksa, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde tutulmalıdır. 672 saatten fazla depolanan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 24 saat fırınlanmalıdır.

7. Uygulama Notları & Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Devresi Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle paralel bağlı birden fazla LED'i sürerken üniform parlaklık sağlamak için,şiddetle tavsiye edilirher LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmasıdır. Veri sayfası bunu "Devre Modeli A" olarak gösterir. Birden fazla LED'i tek bir dirençten paralel sürmeye çalışmak ("Devre Modeli B") önerilmez çünkü her LED'in ileri gerilim (VF) karakteristiğindeki küçük varyasyonlar, akım dağılımında önemli dengesizliklere, düzensiz parlaklığa ve bazı cihazların aşırı gerilime maruz kalmasına yol açacaktır.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

AlInGaP yarı iletken yapısı elektrostatik deşarja karşı hassastır. ESD hasarı, yüksek ters kaçak akım, anormal derecede düşük ileri gerilim veya düşük akımlarda ışık yaymama şeklinde kendini gösterebilir. ESD hasarını önlemek için:

• Operatörler iletken bileklik veya antistatik eldiven giymelidir.
• Tüm çalışma istasyonları, ekipman ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Plastik lens üzerinde işlem sırasında birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer kullanın.

Potansiyel ESD hasarını test etmek için, LED'in ışık yayıp yaymadığını kontrol edin ve çok düşük bir akımda (örn. 0.1mA) VF'sini ölçün. Sağlıklı bir AlInGaP LED bu koşulda 1.4V'den büyük bir VF'ye sahip olmalıdır.

7.3 Uygulama Kapsamı

Bu LED, ofis otomasyon cihazları, iletişim ekipmanları ve ev aletleri dahil genel amaçlı elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın hayat veya sağlık riski oluşturabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örn. havacılık, tıbbi sistemler, güvenlik cihazları), tasarım aşamasından önce üretici ile spesifik niteliklendirme ve danışma gereklidir.

8. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

LTST-C171KGKT'nin birincil farklılaştırıcı özellikleri,ultra düşük 0.8mm profilveyeşil ışık için AlInGaP teknolojisinin kullanımıdır. Eski teknolojilere veya daha kalın paketlere kıyasla, daha ince ürün tasarımlarına olanak tanır. AlInGaP, yeşil/amber renkler için yüksek verimlilik ve iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Geniş 130° görüş açısı, daha dar açılı LED'lere kıyasla geniş ve eşit aydınlatma sağlar; dar açılı LED'ler daha çok odaklanmış ışın uygulamaları için uygundur. Kapsamlı sınıflandırma sistemi, sınıflandırılmamış veya gevşek sınıflandırılmış bileşenlere kıyasla, üretim serilerinde daha sıkı renk ve parlaklık eşleştirmesine olanak tanır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

C: Hayır. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Direnç değeri R = (Vcc - VF) / IF formülüyle hesaplanır. Örneğin, 5V besleme (Vcc), 2.4V VF ve istenen 20mA IF ile, R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohm'dur. Standart 130 veya 150 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe Dalga Boyu (λP), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λd), insan gözünün CIE şemasındaki algılanan rengine karşılık gelen hesaplanmış bir değerdir. λd genellikle renk göstergesi uygulamaları için daha alakalıdır.

S: Parça numarasındaki sınıf kodunu (örn. KGKT) nasıl yorumlarım?

C: Parça numarası soneki tipik olarak şiddet, dalga boyu ve bazen gerilim için sınıf seçimlerini kodlar. Spesifik sınıf eşlemesi (örn. şiddet için 'K', dalga boyu için 'G'), üreticinin iç kodlama sistemi tarafından tanımlanır ve kesin performans aralığı için veri sayfasındaki sınıf kodu listesi ile karşılaştırılmalıdır.

S: Lehimlemeden önce her zaman fırınlama gerekli midir?

C: Fırınlama, sadece bileşenler orijinal kapalı, nem korumalı torbalarından çıkarılıp belirtilen "zemin ömründen" (MSL 2a için 672 saat) daha uzun süre ortam havasına maruz kaldıysa gereklidir. Bu süre içinde uygun şekilde kapatılmış bir torbadan kullanılırsa, fırınlamaya gerek yoktur.

10. Tasarım Örneği Vaka Çalışması

Senaryo:Taşınabilir bir tıbbi cihaz için durum göstergesi paneli tasarımı. Panelde, farklı operasyonel modları gösteren yan yana 10 yeşil LED için yer vardır. Cihaz kasanın toplam iç yükseklik kısıtı 2.5mm'dir.

Bileşen Seçim Gerekçesi:LTST-C171KGKT öncelikle 0.8mm yüksekliği için seçilmiştir, bu da PCB ve difüzör için yer bırakarak mekanik kısıtlamaya kolayca uyar. Geniş 130° görüş açısı, cihaz tutulduğunda veya masaya konduğunda göstergelerin çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar. Yeşil renk (571 nm baskın dalga boyu), "hazır" veya "açık" durumu için standarttır.

Devre Tasarımı:10 GPIO pinine sahip bir mikrodenetleyici birimi (MCU) LED'leri sürer. Her GPIO pini, bir LED'in anoduna 150-ohm'luk seri bir direnç üzerinden bağlanır. Katotların hepsi toprağa bağlanır. Daha fazla direnç kullanılmasına rağmen bu "LED başına ayrı direnç" konfigürasyonu (Devre A) kullanılır çünkü küçük VF varyasyonlarına bakılmaksızın her LED için özdeş akımı ve dolayısıyla özdeş parlaklığı garanti eder. MCU pinleri, gereken ~20mA'yı sağlamak için açık drenaj veya push-pull çıkışları olarak yapılandırılır.

PCB Yerleşimi:Veri sayfasından önerilen lehim pedi boyutları PCB ayak izinde kullanılır. Lehim köprüsünü önlemek için pedler arasında yeterli boşluk korunur. LED'ler PCB'nin üst tarafına yerleştirilir ve ışığı kasa üzerindeki gösterge penceresinde eşit şekilde karıştırmak için üzerlerine bir ışık kılavuzu veya difüzör film yerleştirilir.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTST-C171KGKT, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisine dayanır. Bu malzeme sistemi, Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit alaşımıyla oluşturulur ve mühendislerin bu elementlerin oranlarını ayarlayarak bant aralığı enerjisini ayarlamasına olanak tanır. Daha büyük bir bant aralığı, daha kısa dalga boyunda (daha yüksek enerjili) ışık yayılımına karşılık gelir. Yeşil ışık (~571 nm) için spesifik bir kompozisyon kullanılır.

Diyodun açma gerilimini (AlInGaP yeşil için yaklaşık 2V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar n-tipi bölgeden p-tipi bölgeye enjekte edilir ve delikler ters yönde enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları, yarı iletkenin aktif bölgesinde yeniden birleşir. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir malzemede, bu yeniden birleşme, elektrolüminesans adı verilen bir süreçle foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan fotonun dalga boyu (rengi), aktif bölgedeki yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Epoksi lens, chip'i korumak, ışık çıkış huzmesini şekillendirmek ve ışık çıkarma verimliliğini artırmak için görev yapar.

12. Endüstri Trendleri & Gelişmeler

Gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için SMD LED'lerdeki trend,küçülme ve daha yüksek verimlilikyönünde devam etmektedir. Paket yükseklikleri, giderek daha ince nihai ürünlere olanak sağlamak için 0.8mm'nin altına düşmektedir. Ayrıca daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) için bir çaba vardır, bu da güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Bu, chip tasarımındaki iyileştirmeler (örn. flip-chip yapıları), daha iyi iç yansıtıcılar ve beyaz LED'ler için gelişmiş fosfor teknolojileri ile sağlanır. AlInGaP kırmızı-amber-yeşil için olgun ve verimli olsa da, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) teknolojisi mavi, yeşil ve beyaz LED pazarlarına hakimdir ve yeşil verimliliğinde sürekli iyileştirmeler görmektedir, bu da bazı yeşil uygulamalarda AlInGaP'ye meydan okuyabilir. Ayrıca, entegrasyon bir trenddir; çoklu LED paketleri ve LED sürücüleri, tasarımı basitleştirmek ve kart alanından tasarruf etmek için tek modüllerde birleştirilmektedir.