Çift Renkli Yandan Bakan SMD LED LTST-S326TGKFKT-5A Veri Sayfası - Paket Boyutları - Yeşil 2.8V / Turuncu 1.9V - 76mW / 75mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli, yandan ışık veren yüzey montajlı (SMD) bir LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Bileşen, tek bir paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: yeşil ışık için InGaN tabanlı bir çip ve turuncu ışık için AlInGaP tabanlı bir çip. Bu tasarım, tek bir noktadan birden fazla renk sinyali gerektiren durum göstergesi, arka aydınlatma ve dekoratif aydınlatma uygulamaları için kompakt çözümler sağlar. Cihaz, ışık çıkışını en üst düzeye çıkaran su berraklığında bir lens ile üretilmiştir ve geliştirilmiş lehimlenebilirlik ve RoHS uyumu için kalay kaplı uçlara sahiptir.

LED, endüstri standardı 8mm şerit üzerinde 7 inç makaralarda tedarik edilir ve bu da onu yüksek hızlı otomatik al-yerleştir montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir. Tasarımı aynı zamanda kızılötesi (IR) reflow lehimleme prosesleriyle uyumludur ve modern baskılı devre kartı (PCB) üretim hatlarına entegrasyonunu kolaylaştırır.

2. Teknik Parametreler Derinlemesine Analiz

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Güvenilir çalışma için bu sınırların, anlık bile olsa, asla aşılmaması gerekir.

• Güç Dağılımı (Pd): Yeşil çip için maksimum izin verilen güç dağılımı 76 mW, turuncu çip için ise 75 mW'dir (ortam sıcaklığı Ta=25°C). Bu sınırın aşılması, yarı iletken bağlantının termal bozulma riski taşır.
• İleri Yönlü Akım: Yeşil çip için maksimum sürekli DC ileri akım (IF) 20 mA, turuncu çip için ise 30 mA'dır. Darbe çalışmasında, %1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği altında, yeşil çip için 100 mA, turuncu çip için 80 mA tepe ileri akımına izin verilir. Bu parametre, akım kaynaklı arızaları önlemek için sürücü devre tasarımında kritik öneme sahiptir.
• Sıcaklık Aralıkları: Çalışma sıcaklığı aralığı -20°C ile +80°C arasında belirtilmiştir. Depolama sıcaklığı aralığı daha geniş olup, -30°C ile +100°C arasındadır. Bu aralıklar, LED'in çeşitli çevre koşulları altında mekanik ve kimyasal bütünlüğünü sağlar.
• Lehimleme Koşulu: Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında ve maksimum 10 saniye süreyle kızılötesi reflow lehimlemeye dayanabilir. Bu, kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için standart bir koşuldur.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Aksi belirtilmedikçe, bu özellikler Ta=25°C standart test koşulunda ve 5 mA ileri akım (IF) değerinde ölçülmüştür. Cihazın tipik performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (Iv): Bu, ışık çıkışının temel ölçüsüdür. Yeşil çip için tipik ışık şiddeti minimum 28.0 mcd ile maksimum 180.0 mcd arasında değişir. Turuncu çip için bu aralık 11.2 mcd ile 71.0 mcd arasındadır. Belirli bir birimin gerçek değeri, atanmış bin koduna bağlıdır.
• Görüş Açısı (2θ1/2): Her iki çip de 130 derecelik (tipik) geniş bir görüş açısına sahiptir. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır. Bu geniş açı, yandan bakış göstergeleri için temel öneme sahip olan, çeşitli bakış açılarından iyi görünürlük sağlar.
• Dalga Boyu: Yeşil çipin tipik tepe emisyon dalga boyu (λP) 530 nm ve tipik baskın dalga boyu (λd) 527 nm'dir. Turuncu çipin tipik tepe emisyon dalga boyu 611 nm ve baskın dalga boyu 605 nm'dir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) yeşil için 35 nm, turuncu için 17 nm'dir; bu, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): Yeşil çip için tipik ileri voltaj 5 mA'de 2,8 V (maks. 3,2 V) ve turuncu çip için 1,9 V'dur (maks. 2,3 V). Bu parametre, sabit voltajlı bir sürücü devresinde istenen akımı ayarlamak için seri direnç değerinin hesaplanmasında çok önemlidir.
• Ters Akım (IR): Her iki çip için de 5V ters voltaj (VR) uygulandığında maksimum ters akım 10 μA'dır. Cihazın ters yönde çalışma için tasarlanmadığı açıkça belirtilmiştir; bu test yalnızca sızıntı karakterizasyonu içindir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretim varyasyonlarını yönetmek ve tasarımcıların tutarlı performansa sahip LED'leri seçebilmesini sağlamak için, cihazlar ışık şiddetine göre gruplara ayrılır.

3.1 Yeşil Çip Yoğunluk Sınıflandırması

Yeşil LED'ler, 5 mA'de aşağıdaki minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerine sahip dört gruba (N, P, Q, R) ayrılmıştır:
Grup N: 28.0 - 45.0 mcd
Grup P: 45.0 - 71.0 mcd
Grup Q: 71.0 - 112.0 mcd
Grup R: 112.0 - 180.0 mcd
Her bir yoğunluk aralığına +/-%15 tolerans uygulanır.

3.2 Turuncu Çip Yoğunluk Sınıflandırması

Turuncu LED'ler aşağıdaki aralıklara sahip dört sınıfa (L, M, N, P) ayrılır:
L Sınıfı: 11.2 - 18.0 mcd
Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
Grup N: 28.0 - 45.0 mcd
Grup P: 45.0 - 71.0 mcd
Bu bölmelere +/-%15'lik bir tolerans da uygulanır.

Bu bölmeleme sistemi, uygulama parlaklık gereksinimlerine dayalı hassas seçime olanak tanıyarak, çoklu LED dizilerinde veya ürünlerde görsel tutarlılığı sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn. Şekil 1, Şekil 5), bunların tipik çıkarımları burada standart LED fiziği ve sağlanan parametrelere dayanarak analiz edilmektedir.

4.1 İleri Yön Akımına Karşı Işık Şiddeti (I-Iv Eğrisi)

Bir LED'in ışık şiddeti, önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Yeşil çipin maksimum 20 mA DC akımında çalıştırılması, genellikle 5 mA test koşulundan önemli ölçüde daha yüksek ışık çıkışı sağlar, ancak kesin ilişki karakteristik eğriden doğrulanmalıdır. Aynısı, 30 mA'deki turuncu çip için de geçerlidir. Tasarımcılar, daha yüksek akımlardaki artan güç dağılımının mutlak maksimum derece sınırları içinde kaldığından emin olmalıdır.

4.2 İleri Gerilim - İleri Akım (V-I Eğrisi)

İleri gerilimin akımla logaritmik bir ilişkisi vardır. 5 mA'de belirtilen VF, önemli bir çalışma noktası sağlar. Akım arttıkça, VF hafifçe artacaktır. Bu doğrusal olmayan ilişki, basit dirençle sınırlandırılmış devrelere karşı verimli sabit akım sürücüleri tasarlamak için önemlidir.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, eklem sıcaklığı arttıkça ışık şiddeti azalır. İleri voltaj da artan sıcaklıkla birlikte düşer. Belirli eğriler sağlanmamış olsa da, -20°C ila +80°C aralığında belirtilen çalışma sıcaklığı aralığı, yayınlanan özelliklerin makul ölçüde geçerli olduğu sınırları gösterir. Sınır değerlere yakın uygulamalar için, güç azaltma veya termal yönetim gerekli olabilir.

4.4 Spektral Dağılım

Tepe ve baskın dalga boyları, spektral yarı genişlik ile birlikte renk noktasını tanımlar. Yeşil emisyon (~527-530 nm merkezli) ve turuncu emisyon (~605-611 nm merkezli) belirgin şekilde farklıdır. Turuncu çipin daha dar yarı genişliği (yeşil için 35 nm'ye karşı 17 nm), spektral olarak daha saf, doygun bir turuncu renk olduğunu gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Cihaz, bir EIA standart paket şablonuna uygundur. Veri sayfasında tüm ölçüleri milimetre cinsinden olan ayrıntılı boyut çizimleri sağlanmıştır. Temel toleranslar tipik olarak ±0.10 mm'dir. Pin ataması açıkça tanımlanmıştır: Katot 1 (C1) turuncu çip içindir ve Katot 2 (C2) yeşil çip içindir. Ortak anot konfigürasyonu ima edilir, bu da her rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır.

5.2 Önerilen Lehimleme Pedi Yerleşimi

Veri sayfası, PCB tasarımı için önerilen bir lehim pisti deseni içerir. Bu boyutlara uyulması, reflow işlemi sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu, mekanik kararlılığı ve ısı dağılımını sağlar. Ayrıca, düzgün lehim akışını teşvik etmek için önerilen bir lehimleme yönü belirtilmiştir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz proseslere uygun bir IR reflow profili için detaylı bir öneri sunulmaktadır. Bu profil tipik olarak şunları içerir:
1. PCB sıcaklığını kademeli olarak yükseltmek ve flux'ı aktifleştirmek için bir ön ısıtma bölgesi.
Kartın tamamında sıcaklığı eşitlemek için bir ıslatma bölgesi.
Sıcaklığın maksimum 260°C'ye çıktığı ve 10 saniyeyi aşmadığı bir reflow bölgesi.
Bir soğutma bölgesi. Profil, güvenilirliği sağlamak için JEDEC standartlarına dayanmaktadır.

6.2 Manuel Lehimleme

Eğer havya ile manuel lehimleme gerekliyse, önerilen maksimum uç sıcaklığı 300°C'dir ve her bağlantı için lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Bu işlem, LED paketi üzerindeki termal stresi en aza indirmek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrasında temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, LED'in oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre batırılmasını önerir. Belirtilmemiş kimyasallar, epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED, statik elektriğe ve voltaj dalgalanmalarına karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır. Bu, topraklanmış bilekliklerin, antistatik paspasların kullanımını ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklanmasını sağlamayı içerir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit içinde paketlenmiştir. Şerit, standart 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılır. Her tam makara 3000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan parçalar için minimum paketleme miktarı 500 adet olarak belirlenmiştir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

7.2 Depolama Koşulları

Mühürlü Paket: Orijinal nem geçirmez torbada bulunan ve kurutucu içeren LED'ler ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklanmalıdır. Bu koşullar altında önerilen raf ömrü bir yıldır.
Açılmış Paket: Nem bariyerli torba açıldıktan sonra, saklama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenlerin ideal olarak bir hafta içinde IR reflow işlemine tabi tutulması önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre saklanacaklarsa, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojenli bir kurutucuda muhafaza edilmelidir. Bir haftadan uzun süre saklandıysa, lemelemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "popcorning"i önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saatlik bir kurutma (bake-out) önerilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri: Çoklu durum göstergesi gerektiren ekipman panelleri için idealdir (örneğin, açık=yeşil, beklemede=turuncu, arıza=her ikisi de yanıp söner).
• Tüketici Elektroniği: Yönlendiriciler, ses ekipmanları veya oyun çevre birimleri gibi cihazlardaki düğmelerin veya logoların arka aydınlatması.
• Otomotiv İç Aydınlatma: Kritik olmayan iç ortam aydınlatması veya durum göstergeleri için, çalışma sıcaklığı aralığının not edilmesi.
• Endüstriyel Kontrol Panelleri: Kontrol sistemlerinde net, renk kodlu operasyonel durum sağlanması.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama: Her bir çip için daima bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (Vcc - VF) / IF formülüyle hesaplayın; burada VF, istenen akımdaki (IF) ileri yön gerilimidir. Akımın asla limiti aşmamasını sağlayan muhafazakâr bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum VF değerini kullanın.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında maksimum akımda sürekli çalışma, özellikle birden fazla LED bir arada kullanılıyorsa, ısı emilimi için PCB düzenine dikkat edilmesini gerektirebilir.
• Görsel Tasarım: Geniş 130 derecelik görüş açısı, eksen dışı görünürlüğü kolaylaştırır. İstenilen görsel etkiyi ve ışık karışımını elde etmek için, her iki renk aynı anda kullanılıyorsa, lens rengini (su berraklığında) ve çevreleyen çerçeve tasarımını göz önünde bulundurun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu çift renkli yandan bakan LED, alternatiflerle karşılaştırıldığında belirli avantajlar sunar:

• vs. İki Ayrık LED: PCB alanından tasarruf sağlar, bileşen sayısını azaltır ve tek bir parça numarasıyla al-yerleştir montajını basitleştirir.
• vs. RGB LED'ler: Yalnızca iki belirli renk (yeşil ve turuncu) gerektiğinde, üç kanallı sürücü karmaşıklığı olmadan daha basit ve genellikle daha uygun maliyetli bir çözüm sunar.
• vs. Delikli LED'ler: SMD paketi, elle lehimleme ve bacak bükme işlemlerini ortadan kaldırarak tam otomatik montaj, daha düşük profil tasarımlar ve daha iyi güvenilirlik sağlar.
• Temel Özellikler: InGaN (verimli yeşil için) ve AlInGaP (verimli turuncu için) teknolojilerinin tek bir pakette birleştirilmesi, her iki renk için de iyi ışık verimliliği sağlar. RoHS uyumluluğu ve kurşunsuz reflow ile uyumluluk, modern üretim için esastır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Her iki rengi de maksimum DC akımlarında aynı anda sürebilir miyim?

Evet, ancak toplam güç dağılımını dikkate almalısınız. Her iki çip maksimum DC akımda sürülürse (Yeşil: 20mA @ ~3.2V, Turuncu: 30mA @ ~2.3V), yaklaşık güç (0.02A * 3.2V) + (0.03A * 2.3V) = 0.064W + 0.069W = 0.133W veya 133 mW'dir. Bu, bireysel Pd derecelendirmelerini (76mW, 75mW) aşar ve eklem sıcaklığının güvenli sınırları geçmemesini ve potansiyel olarak ömrü etkilememesini sağlamak için PCB ve ortam koşullarının dikkatli bir termal değerlendirmesini gerektirir.

10.2 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λP), emisyon spektrumunun en yüksek yoğunluğa sahip olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE kromatik diyagramından türetilir ve LED'in algılanan rengiyle eşleşecek saf bir monokromatik ışığın tek dalga boyunu temsil eder. λd, insan renk algısıyla daha yakından ilişkilidir, λP ise spektrumun fiziksel bir ölçümüdür.

10.3 Sipariş verirken bin kodunu nasıl yorumlamalıyım?

LTST-S326TGKFKT-5A parça numarası muhtemelen yoğunluk için spesifik bin kodlarını içerir veya ima eder. Uygulamanızın parlaklık tutarlılığını sağlamak için, sipariş verirken istenen bin kodlarını belirtmelisiniz (örneğin, Yeşil: En yüksek çıkış için Bin R, Turuncu: Bin P). Kesin kodlama sistemi için üreticinin tam ürün sipariş kılavuzuna başvurun.

10.4 Ters koruma diyotu gerekli midir?

LED, sadece 10 μA sızıntı akımı ile 5V ters öngerilime dayanabilse de, ters polaritede çalışma için tasarlanmamıştır. Ters gerilim geçici durumlarının mümkün olduğu devrelerde (örn. endüktif yükler, sıcak takma), hasarı önlemek için seri bir diyot veya köprü doğrultucu konfigürasyonu gibi harici koruma şiddetle tavsiye edilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Çift Durumlu Ağ Yönlendirici Göstergesi

Senaryo: Bir yönlendirici için "Aktif/Veri Aktarımı" (yeşil) ve "Boşta/Beklemede" (turuncu) durumlarını göstermek amacıyla bir durum LED'i tasarlama.
Uygulama: Ortak anotu, her renk için boyutlandırılmış bir akım sınırlama direnci üzerinden 3.3V rayına bağlayın. Yönlendiricinin mikrodenetleyicisinden iki GPIO pinini kullanın; her biri, bir küçük sinyal NPN transistörü veya bir MOSFET üzerinden bir rengin katoduna bağlanır. Daha sonra firmware, veri aktarımı sırasında yeşil LED'i, boşta kalma sürelerinde ise turuncu LED'i açabilir. Geniş görüş açısı, odanın herhangi bir yerinden görünürlüğü sağlar.

11.2 Pil Şarj Seviyesi Göstergesi

Senaryo: Basit 2 aşamalı bir şarj göstergesi: "Şarj Ediliyor" (turuncu) ve "Tamamen Şarj Edildi" (yeşil).
Uygulama: Şarj yönetimi entegre devresinin durum çıkışları, LED katotlarını doğrudan sürebilir (gerekli akımı çekebiliyorsa) veya transistörleri sürebilir. Şarj sırasında turuncu LED yanar. Şarj döngüsü tamamlandığında, entegre devre turuncu sürücüyü kapatır ve yeşil sürücüyü açar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, iki farklı yarı iletken malzeme sisteminden yararlanır:

• InGaN (Indium Gallium Nitride): Bu malzeme yeşil ışık yayan çip için kullanılır. Alaşımdaki indiyum ve galyum oranı değiştirilerek yarı iletkenin bant aralığı ayarlanabilir; bu da elektronların bant aralığı boyunca deliklerle yeniden birleştiğinde yayılan ışığın dalga boyunu doğrudan belirler. InGaN, verimli mavi, yeşil ve beyaz LED'ler üretme yeteneğiyle bilinir.
• AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür): Bu malzeme turuncu ışık yayan çip için kullanılır. Benzer şekilde, bu dörtlü alaşımın bileşimi ayarlanarak bant aralığı, kırmızı, turuncu, sarı ve yeşil spektral bölgelerinde ışık üretecek şekilde tasarlanabilir. AlInGaP özellikle kırmızıdan turuncuya kadar olan aralıkta verimlidir.

Çift renkli bir pakette, bu iki farklı çip yapısı ortak bir lead frame üzerine monte edilir, tel bağlantıları yapılır ve çipleri koruyan ve bir optik eleman görevi gören şeffaf bir epoksi lens içinde kapsüllenir.

13. Teknoloji Gelişim Trendleri

LED teknolojisi alanı, bu gibi bileşenleri etkileyen eğilimlerle birlikte gelişmeye devam etmektedir:

• Artırılmış Verimlilik: Devam eden araştırmalar, hem InGaN hem de AlInGaP malzemelerinin iç kuantum verimliliğini (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğini (LEE) iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Bu, aynı giriş akımı için daha yüksek ışık şiddeti veya aynı ışık çıktısı için daha düşük güç tüketimi ile sonuçlanacaktır.
• Küçültme: Daha küçük elektronik cihazlara yönelik talep, optik performansı korurken veya iyileştirirken giderek daha küçük LED paketleri için baskı oluşturmaktadır.
• Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı: Epitaksiyel büyütme ve sınıflandırma süreçlerindeki ilerlemeler, baskın dalga boyu ve ışık şiddeti toleranslarının sıkılaşmasını sağlayarak birimler arasındaki renk ve parlaklık varyasyonunu azaltır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik: Paketleme malzemelerindeki (epoksi, silikonlar) ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, LED'in daha yüksek sıcaklıklara, neme ve termal döngülere dayanma yeteneğini artırarak çalışma ömrünü uzatır.
• Entegre Akıllılık: Daha geniş bir eğilim, kontrol devrelerinin (sabit akım sürücüleri veya basit mantık gibi) LED paketinin kendi içine entegre edilmesidir; bu, sistem tasarımını basitleştiren "akıllı LED" bileşenleri oluşturur.