Çift Renkli SMD LED LTST-S326KFKGKT Veri Sayfası - Turuncu/Yeşil - 20mA - 75mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, yüksek parlaklıklı, çift renkli, yandan ışık veren bir Surface Mount Device (SMD) Light Emitting Diode (LED) için teknik özellikleri detaylandırmaktadır. Cihaz, tek bir paket içinde birbirinden farklı iki yarı iletken çip barındırır: biri turuncu, diğeri yeşil ışık yayar. Alanın kısıtlı olduğu ve yandan ışık yayılımının gerekli olduğu, kompakt, güvenilir ve verimli gösterge veya arka aydınlatma çözümleri gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.

Bu ürünün temel avantajları arasında, çevre dostu tasarımlara uygunluğunu sağlayan RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumluluğu yer alır. Her iki renk için de yüksek verimliliği ve iyi renk saflığı ile bilinen ultra parlak bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) malzeme sistemi özelliğine sahiptir. Paket, mükemmel lehimlenebilirlik için kalay kaplama ile bitirilmiştir. Standart otomatik pick-and-place montaj ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme prosesleri ile tam uyumludur, bu da yüksek hacimli üretimi kolaylaştırır.

Hedef pazar, çift durum göstergesi (örn., açık/bekleme, şarj durumu, ağ etkinliği) veya kompakt yandan aydınlatmanın gerekli olduğu, geniş bir tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, otomotiv iç aydınlatması, ölçüm cihazları ve iletişim cihazları yelpazesini kapsar.

Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez. Hem turuncu hem de yeşil çipler için:

• Güç Dağılımı (Pd): 75 mW. Bu, ısı olarak dağıtılabilen maksimum toplam güçtür (akım * ileri voltaj). Bu limitin aşılması, aşırı ısınma ve ciddi arıza riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP): 80 mA. Bu, %10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği altında belirtilen, darbe koşullarındaki maksimum izin verilen akımdır. DC değerinden önemli ölçüde yüksektir ve kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlara olanak tanır.
• DC İleri Akım (I_F): 30 mA. Bu, güvenilir uzun süreli çalışma için önerilen maksimum sürekli akımdır. Işık şiddeti testi için tipik çalışma koşulu 20 mA'dir.
• Ters Gerilim (V_R): 5 V. Bundan daha yüksek bir ters öngerilim 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 Lehimleme Koşulu: Kurşunsuz (Pb-free) lehim geri akış işlemleri için standart bir gereklilik olan 260°C tepe sıcaklığına 10 saniye dayanır.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Aksi belirtilmedikçe, bu parametreler standart ortam sıcaklığında (Ta) 25°C ve ileri akımda (I_F) 20 mA'de ölçülmüştür. Cihazın tipik performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (I_V): Parlaklığın temel bir ölçüsü.
  • Turuncu: Tipik değer 160 mcd (millicandela) olup, minimum değer 71 mcd'dir.
  • Yeşil: Tipik değer 50 mcd olup, minimum değer 18 mcd'dir.
  Turuncu çip, aynı sürücü akımı altında yeşilden önemli ölçüde daha parlaktır; bu, turuncu/kırmızı spektrumda AlInGaP teknolojisinin bir özelliğidir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 130 derece (her iki renk için tipik). Bu geniş görüş açısı, yandan bakılan bir LED'in belirleyici bir özelliğidir ve LED'in yandan görüldüğü uygulamalar için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P): Yayılan ışık şiddetinin en yüksek olduğu dalga boyu.
  • Turuncu: 610 nm (tipik).
  • Yeşil: 574 nm (tipik).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): Işığın algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyu, CIE kromatik diyagramından türetilmiştir.
  • Turuncu: 601 nm (tipik).
  • Yeşil: 570 nm (tipik).
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): Yayılan spektrumun maksimum yoğunluğunun yarısındaki bant genişliği. Tipik değerler turuncu için 15 nm ve yeşil için 17 nm'dir, bu nispeten saf, doygun renkleri gösterir.
• İleri Yön Gerilimi (V_F): LED üzerinde belirtilen akımda çalışırken oluşan gerilim düşüşü.
  • Her İki Renk: Tipik değer 2.0 V'dur, 20 mA'de maksimum 2.4 V'dur. Bu nispeten düşük V_F düşük voltajlı mantık devreleriyle (örneğin, 3.3V veya 5V sistemleri) uyumludur.
• Ters Akım (I_R): 5V ters voltajda maksimum 10 μA, iyi eklem kalitesini gösterir.

Önemli Notlar: Işık şiddeti, insan gözünün fotopik tepkisini taklit eden bir filtre kullanılarak ölçülür. Görüş açısı (θ_1/2), şiddetin eksen üzeri değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açıdır. Cihaz Elektrostatik Deşarj (ESD)'ye karşı hassastır; topraklanmış ekipmanla uygun şekilde kullanım zorunludur.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ölçülen ışık şiddetine göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli parlaklık gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Turuncu LED Yoğunluk Sınıfları

I_F = 20 mA'de gruplandırılmıştır. Her grup içi tolerans ±15%'dir.

• Q Grubu: 71.0 – 112.0 mcd
• R Grubu: 112.0 – 180.0 mcd
• S Grubu: 180.0 – 280.0 mcd

3.2 Yeşil LED Yoğunluk Sınıfları

I_F = 20 mA'de gruplandırılmıştır. Her grup içi tolerans ±15%'dir.

• Bin M: 18.0 – 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd
• Q Grubu: 71.0 – 112.0 mcd
• R Grubu: 112.0 – 180.0 mcd

Bu sınıflandırma yapısı, turuncu LED'e kıyasla yeşil LED için daha geniş bir kullanılabilir parlaklık seviyesi aralığı göstermektedir. Tasarımcılar, uygulamaları için gerekli ışık şiddeti aralığını garanti etmek amacıyla sipariş verirken gerekli sınıf kod(lar)ını belirtmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik performans eğrilerine atıfta bulunur (sayfa 6'da gösterilmiştir). Kesin grafikler metin içinde yeniden üretilmemiş olsa da, bunların çıkarımları tasarım için kritik öneme sahiptir.

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi): Bu eğri doğrusal değildir. İleri gerilim (V_F) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir; eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Kararlı bir ışık çıkışı için LED'i sabit bir gerilim kaynağı yerine sabit bir akım kaynağı ile sürmek esastır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım: Işık şiddeti, bir noktaya kadar akımla yaklaşık olarak doğrusal bir şekilde artar, ancak çok yüksek akımlarda artan ısı nedeniyle verim düşebilir. Önerilen 20-30 mA'de veya altında çalışmak, optimum performans ve uzun ömür sağlar.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı: AlInGaP LED'lerin çıkışı genellikle ortam sıcaklığı yükseldikçe azalır. Tasarımcılar, yeterli parlaklığı sağlamak için yüksek sıcaklıklı ortamlarda bu güç düşümünü hesaba katmalıdır.
• Spektral Dağılım: Grafikler, dalga boyları boyunca göreceli yoğunluğu, tepe ve baskın dalga boylarını ve renk saflığını etkileyen spektral yarı genişliği doğrulayacaktır.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Cihaz, EIA standardına uygun bir SMD paket şekline sahiptir. Aksi belirtilmedikçe, temel boyutsal toleranslar ±0.10 mm'dir. Lens su berraklığındadır. Doğru çalışma için pin ataması çok önemlidir:

• Pin C1: Anot ucu Yeşil LED çipi.
• Pin C2: Anot ucu Turuncu LED çipi.
• Her iki çipin katotları dahili olarak ortak bir terminale bağlanmıştır (genellikle üçüncü pin veya termal ped, pakete bağlı olarak). Kesin bağlantı şeması için veri sayfasındaki şemaya başvurulmalıdır.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Veri sayfası, PCB için önerilen lehim pedi (footprint) boyutlarını sağlar. Güvenilir lehim bağlantıları, uygun hizalama ve yeniden akış işlemi sırasında etkili ısı dağılımı elde etmek için bu önerilere uymak çok önemlidir. Önerilen desen yeterli lehim hacmini sağlar ve mezar taşı (bileşenin bir ucu üzerinde dikilmesi) gibi sorunları önler. Yeniden akış işlemini optimize etmek için önerilen bir lehimleme yönü de belirtilmiştir.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için ayrıntılı bir önerilen IR yeniden akış profili sağlanmıştır (sayfa 3). Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: Kartı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktive etmek için maksimum 120 saniye boyunca 150–200°C.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Likidüs Üzeri Süre: Kritik sıcaklık bölgesindeki süre (genellikle kurşunsuz lehim için ~217°C), LED'i aşırı ısıtmadan uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için kontrol edilmelidir. Profil JEDEC standartlarına dayanmaktadır.
• Limit: Cihaz bu reflow işlemine maksimum iki kez dayanabilir.

Not: En uygun profil, spesifik PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlıdır. Sağlanan profil, gerçek üretim kurulumu için karakterize edilmesi ve ayarlanması gereken bir başlangıç noktası olarak hizmet eder.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• İstasyon Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Her bir bağlantı için maksimum 3 saniye.
• Limit: Termal stresi en aza indirmek için elle lehimleme yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizlik maddeleri kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir. Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, oda sıcaklığındaki etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan kısa süre daldırmak kabul edilebilir.

6.4 Depolama ve Taşıma

• Nem Hassasiyeti: LED'ler, nem bariyerli torbalarda kurutucu ile paketlenmiştir. Orijinal vakumlu torba açıldıktan sonra, bileşenler ortam nemine maruz kalır.
• Kullanım Ömrü: Nem önleyici torbanın açılmasından sonraki bir hafta içinde IR yeniden akış lehimlemenin tamamlanması önerilir.
• Uzatılmış Depolama: Orijinal torbanın dışında bir haftadan uzun süre depolama için, bileşenler desikantlı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe muhafaza edilmelidir.
• Kürleme: Orijinal ambalajı dışında bir haftadan uzun süre depolanan bileşenler, montajdan önce emilen nemi gidermek ve yeniden akış sırasında "patlamış mısır" etkisini (paket çatlamasını) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat kürlenmelidir.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, 7 inç (178 mm) çapındaki makaralarda, 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant içinde paketlenmiş olarak otomatik montaj için tedarik edilir.

• Makara Başına Miktar: 3000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ): Kalan miktarlar için 500 adet.
• Kapak Bandı: Boş bileşen yuvaları, bir üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler: Şeritte izin verilen maksimum ardışık eksik LED sayısı ikidir.
• Standart: Ambalajlama, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

7.2 Parça Numarası Yapısı

LTST-S326KFKGKT parça numarası belirli özellikleri kodlar. Tam kurumsal kod çözümü kamuya açık olmayabilir, ancak tipik yapılar seri kodu (LTST), paket boyutu/tipi (S326), renk/lens (çift renkli su berraklığı için KFKGKT) ve potansiyel olarak bin kodlarını içerir. Yoğunluk için kesin bin kodu sipariş sırasında teyit edilmeli veya belirtilmelidir.

8. Application Notes & Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Çift Durumlu Göstergeler: Güç (Yeşil) / Arıza (Turuncu); Şarj Tamam (Yeşil) / Şarj Ediliyor (Turuncu); Ağ Bağlantısı/Etkinlik.
• Yan Aydınlatma: LED'in görüntüleme yüzeyine dik olarak monte edildiği, membran anahtarlar, kenardan aydınlatmalı paneller veya ışık kılavuzları için arka aydınlatma.
• Tüketici Elektroniği: Yönlendiricilerde, yazıcılarda, ses ekipmanlarında ve oyun konsollarındaki durum göstergeleri.
• Endüstriyel Kontroller: Makine durumu, alarm durumları veya mod seçimi için panel göstergeleri.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Akım Sınırlama: Bir LED'i asla doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın. Daima seri bir akım sınırlayıcı direnç veya tercihen sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (V_kaynağı - V_F) / I_Fformülünü kullanarak hesaplayın. Sağlam bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.4V) kullanın.
2. Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, PCB düzeni, özellikle maksimum akım yakınında veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsa, lehim pedlerinin etrafında ısı emici görevi görecek yeterli bakır alan sağlamalıdır.
3. ESD Koruması: Hassas ortamlarda LED'i süren sinyal hatlarına ESD koruması uygulayın. Taşıma ve montaj sırasında katı ESD protokollerine uyun.
4. Optik Tasarım: 130 derecelik görüş açısı geniş bir dağılım sağlar. Daha odaklanmış bir ışın demeti gerektiren uygulamalar için harici bir lens veya ışık kılavuzu gerekli olabilir.
5. Bağımsız Kontrol: İki LED'in ayrı anotları vardır. Bu, onların iki mikrodenetleyici GPIO pini (uygun sürücüler/dirençler ile) tarafından bağımsız olarak kontrol edilmesine veya çoğullandırılmasına olanak tanır.

9. Technical Comparison & Differentiation

Tek renkli SMD LED'lere kıyasla, bu çift renkli bileşen, iki işlevi tek bir paket ayak izinde birleştirerek PCB üzerinde önemli yer tasarrufu sağlar. Eski delikli montaj çift renkli LED'lere karşılık, SMD formatı otomatik montaj, daha yüksek kart yoğunluğu ve daha iyi güvenilirlik imkanı sunar.

Bu spesifik parçanın temel farklılaştırıcıları şunlardır: her iki renk için AlInGaP teknolojisinin kullanılması (bu teknoloji, turuncu/kırmızı için diğer bazı malzeme sistemlerine kıyasla tipik olarak daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar) ve uyumlu bir yeşil renkle eşleştirilmesi. Yandan ışık yayan form faktörü, kenar aydınlatma uygulamalarında üstten ışık yayan LED'lere göre belirgin bir avantajdır. Geniş 130 derecelik görüş açısı ve RoHS uyumu, modern bileşenler için standart beklentilerdir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Her iki LED çipini aynı anda maksimum DC akımlarında (her biri 30mA) sürebilir miyim?
C1: Teknik olarak evet, ancak toplam güç dağılımını dikkate almalısınız. 30mA ve tipik 2.0V V_F değerinde, her çip 60mW dağıtır, toplamda 120mW eder. Bu, 75mW olan mutlak maksimum güç dağılımı derecesini aşar. çip başına ve birleşik termal yük aşırı ısınmaya neden olabilir. Her bir çipi sürekli kullanım için 20mA veya altında çalıştırmak daha güvenlidir.

S2: Fiziksel bileşen üzerinde doğru pimi (C1 ve C2) nasıl tanımlarım?
C2: Datasheet paket çizimi, paket üzerinde bir nokta, çentik veya pahlı köşe gibi bir polarite işaretleyicisi gösterecektir. Bu işaretleyici belirli bir pine (örn. Pin 1) karşılık gelir. Bu işaretleyiciyi, datasheet'teki pin atama tablosu (C1=Yeşil, C2=Turuncu) ile karşılaştırmalısınız. Her zaman tedarikçinin dokümantasyonu ile doğrulama yapın.

S3: Sınıflandırma toleransı neden ±%15? Daha dar sınıflar elde edebilir miyim?
C3: ±%15, standart gösterge LED'lerinde ışık şiddeti sınıfları için yaygın bir endüstri toleransıdır. Normal proses varyasyonlarını hesaba katar. Daha dar sınıflar (örn. ±%5), özel sipariş olarak veya daha yüksek kaliteli bileşenler için mevcut olabilir, ancak genellikle daha yüksek maliyetle gelirler. Çoğu gösterge uygulaması için ±%15 kabul edilebilir.

S4: Reflow fırın profilim önerilenden farklı. Bu bir sorun mu?
C4: Önerilen profil bir kılavuzdur. Gerçek profilinizin mutlak maksimum değerleri (10 sn için 260°C) aşmaması esastır. LED'in tepe sıcaklığının ve likidüs üzerindeki sürenin güvenli sınırlar içinde olduğundan emin olmak için prosesinizi karakterize etmelisiniz. Termokuplar ile profil doğrulaması önerilir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: Tek bir yan görünümlü pencereye sahip taşınabilir bir cihaz için durum göstergesi tasarlama. Gösterge, "Normal Çalışma" için Yeşil ve "Düşük Pil" için Turuncu göstermelidir.

Uygulama:

1. Bileşen Seçimi: LTST-S326KFKGKT, yandan ışık yayma özelliği, pencerenin kenarına mükemmel uyumu ve tek pakette çift renk yeteneği nedeniyle idealdir.
2. Şematik: C1 (Yeşil) ve C2 (Turuncu) pinlerini, akım sınırlayıcı dirençler üzerinden cihazın mikrodenetleyicisinin iki ayrı GPIO pinine bağlayın. 3.3V besleme voltajı kullanarak 15mA sürme akımı (pil ömrü için muhafazakar) için direnç değerlerini hesaplayın: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ohm. Bir sonraki standart değer olan 62 Ohm kullanın.
3. PCB Yerleşimi: LED'i, gösterge penceresine bitişik olan kart kenarına mümkün olduğunca yakın yerleştirin. Veri sayfasındaki önerilen lehim pedi boyutlarını takip edin. Isı dağılımı için termal pede (katot) bağlı küçük bir bakır döküm alanı ekleyin.
4. Firmware: Mikrodenetleyici kodu, sistem durumuna bağlı olarak Yeşil veya Turuncu LED'i aydınlatmak için ilgili GPIO pinini yüksek seviyeye getirir.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, yarı iletken elektrolüminesans prensibine dayanır. Her çipin çekirdeği, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemelerden yapılmış bir PN eklemidir. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, N-tipi bölgeden elektronlar ve P-tipi bölgeden oyuklar eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Turuncu çip, yeşil çipten daha küçük bir bant aralığına sahiptir. Eklemde üretilen ışık, kubbe şeklindeki epoksi lens aracılığıyla kaçar; bu lens aynı zamanda yarı iletken die ve tel bağlantılarını korur. Yandan görünümlü paket, ana yayılımı yanal yöne yönlendiren bir reflektör kabı içerir.

13. Industry Trends & Developments

SMD gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimliliğe (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı) doğru ilerlemeye devam etmektedir; bu da enerji tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Ayrıca, paketlerin optik performansı korurken veya iyileştirirken giderek küçülmesiyle minyatürleşmeye yönelik bir itici güç vardır. Birden fazla rengin veya hatta RGB yeteneklerinin tek bir minyatür pakette entegrasyonu yaygındır. Ayrıca, paketleme malzemelerindeki gelişmeler, daha yüksek sıcaklıkta yeniden akış profilleri ve daha sert çevre koşulları altında güvenilirliği artırmayı amaçlamaktadır. Daha sağlam ve tutarlı binleme sistemlerinin benimsenmesi, tasarımcıların ürünlerinde daha sıkı renk ve parlaklık düzgünlüğü elde etmelerine yardımcı olur. AlInGaP gibi temel yarı iletken malzemeler, sıcaklık ve ömür boyunca iç kuantum verimliliğini ve renk kararlılığını iyileştirmek için sürekli olarak geliştirilmektedir.