LTST-S115TGKFKT 双色侧发光贴片LED规格书 - 侧视封装 - 绿色(530nm) & 橙色(611nm) - 3.2V/2.0V - 76mW/75mW - 中文技术文档

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli, yandan görünümlü bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, yandan kompakt ve yüksek parlaklıklı aydınlatma gerektiren uygulamalar için tasarlanmış olup, ana hedef pazarı LCD panel arka ışık modülleridir. Temel avantajları arasında: tek bir paket içinde iki farklı yarı iletken çipin entegrasyonu, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk ve RoHS ile yeşil ürün standartlarına uygunluk yer alır.

Bu LED, şeffaf bir lens kullanır ve iki bağımsız ışık yayan çipi paketler: biri yeşil ışık, diğeri turuncu ışık üretir. Bu tasarım, alanın kısıtlı olduğu tasarımlarda renk karışımına veya bağımsız kontrole izin verir. Cihaz, endüstri standardı 8mm taşıyıcı bant üzerinde, 7 inç makaraya sarılı olarak sunulur ve bu da yüksek hacimli, otomatik al-yerleştir montajı ve reflow lehimleme için uygundur.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya üzerinde çalışma garanti edilmez. Temel parametreler şunları içerir:

• Güç Tüketimi (Pd):Yeşil çip için 76 mW, turuncu çip için 75 mW. Bu, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda LED'in ısı olarak dağıtabileceği maksimum izin verilen güçtür. Bu sınırın aşılması termal kaçak ve arıza riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği), yeşil için 100 mA, turuncu için 80 mA. Bu değer, doğru akım değerinden çok daha yüksektir ve çoğullama veya anlık tepe parlaklığı elde etme gibi uygulamalarda kısa süreli yüksek akım darbelerinin kullanılmasına izin verir.
• Doğru Akım İleri Akımı (I_F):Yeşil için 20 mA, turuncu için 30 mA. Uzun vadeli güvenilir performansı sağlamak için önerilen sürekli çalışma akımıdır.
• Ters Gerilim (V_R):Her iki çip için de 5 V. Bu değerin üzerinde bir ters gerilim uygulanması, anında ve felaket bir jonksiyon delinmesine neden olabilir. Veri sayfası, ters gerilim işleminin sürekli olarak yapılamayacağını açıkça belirtir.
• Sıcaklık Aralığı:Çalışma sıcaklığı: -20°C ila +80°C; Depolama sıcaklığı: -30°C ila +100°C. Bunlar, işlevsel kullanım ve çalışmayan depolama için çevresel limitleri tanımlar.
• Kızılötesi Reflow Lehimleme Koşulları:260°C'de 10 saniye süreyle dayanabilir; bu, IPC/JEDEC standartlarına uygun kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemi için standart bir gerekliliktir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, Ta=25°C ve I_F=20mA koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir ve normal çalışma koşulları altında beklenen davranışı temsil eder.

• Işık Şiddeti (I_V):Yeşil çip için minimum 71.0 mcd, maksimum 450.0 mcd. Turuncu çip için minimum 28.0 mcd, maksimum 280.0 mcd. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi (ileride ayrıntılı açıklanacaktır) ile yönetilir. Şiddet ölçümleri, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisiyle eşleşen filtrelenmiş bir sensör kullanılarak yapılır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Her iki renk için tipik değer 130 derecedir. Bu geniş görüş açısı, yandan görünümlü LED'lerin bir özelliği olup, ışığın panel üzerinde eşit dağılmasını gerektiren arka aydınlatma uygulamaları için idealdir.
• Tepe dalga boyu (λ_P):Yeşil için tipik değer 530 nm, turuncu için tipik değer 611 nm'dir. Bu, spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın dalga boyu (λ_d):Yeşil için tipik değer 525 nm, turuncu için tipik değer 605 nm'dir. Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen ve rengi tanımlayan, insan gözünün algıladığı tek dalga boyudur. Renk özellikleri için daha alakalı bir parametredir.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Yeşil için tipik değer 35 nm, turuncu için tipik değer 17 nm'dir. Bu, spektral saflığı ifade eder; yarı genişlik ne kadar dar olursa, renk o kadar doygun ve saf olur. Bu cihazda, turuncu AlInGaP çipi, yeşil InGaN çipine kıyasla daha yüksek renk saflığı sergiler.
• İleri yönlü voltaj (V_F):20mA akımda, yeşil için tipik değer 3.2 V (maks. 3.6 V), turuncu için tipik değer 2.0 V (maks. 2.4 V)'dir. Bu parametre, sürücü devre tasarımı için kritiktir çünkü iki çip aynı akımda farklı besleme voltajları gerektirir.
• Ters akım (I_R):V_R=5V koşulunda, her ikisi de maksimum 10 µA'dır. Düşük ters sızıntı akımı, yüksek kaliteli bir yarı iletken bağlantının göstergesidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretim tutarlılığını sağlamak için, LED'ler performanslarına göre sınıflandırılır. Bu sistem, tasarımcıların uygulamalarının belirli minimum standartlarını karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı, harflerle gösterilen sınıflara ayrılır. Her sınıfın tanımlanmış minimum ve maksimum şiddeti vardır ve sınıf içi tolerans ±%15'tir.

• Yeşil çip:Seviyeler Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd).
• Turuncu çip:Seviyeler N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd).

3.2 Ana Dalga Boyu Sınıflandırması (Sadece Yeşil)

Renk tutarlılığını kontrol etmek için yeşil çipler de ana dalga boyuna göre seviyelendirilir.

• Seviyeler AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm). Her dalga boyu seviyesinin toleransı ±1 nm'dir.

Tam cihazın (örneğin, yeşil yoğunluk seviyesi, turuncu yoğunluk seviyesi, yeşil dalga boyu seviyesi) spesifik seviye kombinasyonu genellikle tam sipariş kodunda belirtilir veya üreticiden temin edilebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın farklı koşullar altındaki davranışını anlamak için çok önemli olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Metinde kesin grafikler sağlanmamış olsa da, bunların standart yorumu aşağıdaki gibidir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilimin (V_F) ileri akıma (I_F) karşı ilişkisini gösterir. Doğrusal değildir, bir açılma/eşik gerilimi (yeşil için yaklaşık 2.8V, turuncu için yaklaşık 1.8V) vardır ve bunun ardından akım hızla artar. Bu eğri, sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir.
• Göreceli Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akım arttıkça nasıl değiştiğini gösterir, genellikle önerilen çalışma aralığında yaklaşık doğrusal bir ilişki sergiler. Sürücü akımı I_Fdeğerini aşarsa azalan verim ve artan ısı oluşur.
• Bağıl ışık şiddeti - Ortam sıcaklığı:Işık çıkışının eklem sıcaklığı yükseldikçe nasıl azaldığını gösterir. LED'ler daha yüksek sıcaklıklarda daha verimsizdir. Bu eğri, parlaklık tutarlılığını korumak için termal yönetim tasarımında kritik öneme sahiptir.
• Spektral dağılım:Bağıl ışıma gücünün dalga boyuna karşı grafiği, tepe noktasını (λ_P) ve yarı genişliği (Δλ) gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Cihaz standart EIA paket boyutunu kullanır. Bacak tanımları nettir: Katot 2 (C2) yeşil (InGaN) çipine, Katot 1 (C1) turuncu (AlInGaP) çipine karşılık gelir. Ortak anot konfigürasyonu, çok çipli LED'ler için tipik bir yapılandırmadır. Ayrıntılı boyut çizimi (metin alıntısında tam olarak ayrıntılandırılmamıştır), hassas uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve lens geometrisini sağlayacaktır; tüm boyutlar için standart tolerans ±0.10 mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni ve Yönlendirme

Veri sayfası, baskılı devre kartı (PCB) lehim pedi deseni (ped boyutları) ve lehimleme yönü için öneriler içerir. Bu kılavuzlara uyulması, doğru mekanik hizalamayı sağlar, güvenilir lehim bağlantıları oluşturur ve reflow lehimleme sırasında tombstoning gibi sorunları önler.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz prosesler için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow sıcaklık profili sağlanmıştır. Bu profil JEDEC standartlarına uygundur ve temel parametreleri şunları içerir:

• Ön ısıtma:150-200°C, maksimum 120 saniye, devre kartını ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak, flux'ı aktifleştirmek ve termal şoku en aza indirmek için.
• Tepe sıcaklığı:Maksimum 260°C. Bu cihaz, bu sıcaklığa 10 saniye dayanacak şekilde derecelendirilmiştir.
• Profil, devre kartı tasarımı, bileşenler ve lehim pastası farklılıkları nedeniyle kart özelliklerine özel profil oluşturmanın gerekli olduğunu vurgulamaktadır.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, havya sıcaklığının 300°C'yi geçmemesi ve her lehim noktası için lehimleme süresinin en fazla 3 saniye olması önerilir. Plastik paket ve iç bağlantı tellerine termal hasar vermemek için bu işlem yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizleyiciler kullanılmalıdır. Önerilen yöntem, oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkole bir dakikadan kısa süre daldırmaktır. Aşındırıcı veya belirtilmemiş kimyasalların kullanılması, epoksi lensi ve paketi hasara uğratarak ışık çıkışında azalmaya veya erken arızaya neden olabilir.

6.4 Depolama ve İşleme

LED, nem hassas bir cihazdır (MSD).

• Mühürlü Ambalaj:Depolama koşulları ≤30°C ve ≤%90 RH'dir. Nem tutuculu nem önleyici torbada raf ömrü bir yıldır.
• Açılmış Paket:Depolama koşulları 30°C ve %60 RH'yi geçmemelidir. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler, bir hafta içinde reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdır. Daha uzun süreli depolama için, bileşenler desikatörlü hava geçirmez bir kapta veya nitrojen kurutucuda saklanmalıdır. Bir haftadan uzun süre açıkta depolanan bileşenler, reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek ve emilen nemi gidermek için montaj öncesinde yaklaşık 60°C'de en az 20 saat tavlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Bu ürün, otomatik SMD montaj ekipmanlarıyla uyumlu taşıyıcı bant makaraları halinde sunulmaktadır.

• Makara:7 inç çapında makara.
• Taşıyıcı Bant:8mm genişlikte taşıma bandı.
• Miktar:Her tam makara 3000 adet içerir. Kalan miktar için minimum paketleme miktarı 500 adettir.
• Kalite:Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 standardına uygundur. Taşıma bandındaki boş yuvalar kapak bandı ile kapatılmıştır. Ardışık eksik bileşen ("eksik LED") maksimum sayısı ikidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Ana ve açıkça belirtilen uygulamaLCD arka ışıkÖzellikle orta ve küçük boyutlu ekranlarda, ışığın bir ışık kılavuz plakasına (LGP) enjekte edilmesi için yan bakışlı LED'lerin kullanıldığı uygulamalarda. Çift renk işlevi, ayarlanabilir beyaz arka ışık (yeşil ve turuncu LED'lerin başka bir yerdeki mavi LED ile karıştırılmasıyla) veya görüntüleme modülü içinde belirli renk vurguları ve göstergeler oluşturulmasına olanak tanır. Diğer potansiyel uygulamalar arasında tüketici elektroniği, ofis ekipmanları ve iletişim cihazlarındaki durum göstergeleri, panel aydınlatması ve dekoratif aydınlatma yer alır.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürücü devresi:Yeşil ve turuncu çiplerin farklı ileri voltajlara (3.2V'ye karşı 2.0V) sahip olması nedeniyle, her bir çip için akım sınırlama direnci olmadan tek bir sabit voltaj kaynağından basit bir paralel konfigürasyonla sürülemezler. En iyi performans ve kararlılık için sabit akım sürücülerinin kullanılması önerilir.
• Termal yönetim:Düşük güç tüketimine rağmen, yeterli ısı dağıtımı ve mümkünse küçük bakır pedler içeren uygun bir PCB düzeni kullanılması, özellikle maksimum akıma yakın çalışırken veya daha yüksek ortam sıcaklıklarında ısının dağıtılmasına yardımcı olur. Bu, ışık yayma verimliliğinin ve ömrünün korunmasına katkıda bulunur.
• Optik tasarım:130 derecelik görüş açısı kenardan aydınlatmalı (edge-lit) arka aydınlatma için uygundur. Işık kılavuzu plakası, difüzör ve reflektör tasarımı, düzgün aydınlatma sağlamak için bu LED'in ışık yayma modeline göre optimize edilmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu cihaz, kendi pazar segmentinde belirli avantajlar sunar:

• Çift Çip Entegrasyonu:İki ayrı tek renkli LED kullanımıyla karşılaştırıldığında, bu paketleme PCB alanından tasarruf sağlar, montajı basitleştirir (tek yerleştirme adımı) ve renk karışımı için kritik olan iki ışık kaynağı arasında hassas mekanik hizalamayı garanti eder.
• Yan Görünümlü (Side-View) Form Faktörü:Üstten görünümlü (top-view) LED'lerle karşılaştırıldığında, yan görünümlü paketleme, kalınlığın (Z ekseni) sınırlı olduğu ve ışığın PCB düzlemine paralel yayılması gereken ultra ince arka aydınlatma modülleri için çok önemlidir.
• Çip Teknolojisi:AlInGaP kullanılarak üretilen turuncu çipler, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunarak daha parlak ve tutarlı bir turuncu ışık çıkışı sağlar.
• Proses Uyumluluğu:Reflow lehimleme ve otomatik yerleştirme ile tam uyumludur, bu da onu modern, yüksek hacimli üretim hatları için uygun kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q1: Yeşil ve turuncu çipleri aynı anda maksimum DC akımda (20mA ve 30mA) sürebilir miyim?
A1: Evet, ancak toplam güç tüketimi dikkate alınmalıdır. Maksimum akımda aynı anda çalıştırmak yaklaşık (3.2V * 0.02A) + (2.0V * 0.03A) = 0.124W güç harcayacaktır. Bu, her birinin Pd değerinin altındadır ancak toplamlarına yakındır. Özellikle kapalı muhafazalarda, jonksiyon sıcaklığının güvenli sınırı aşmasını önlemek için PCB üzerinde yeterli termal tasarım gereklidir.

Q2: Ters voltaj değeri neden sadece 5V ve "sürekli çalıştırma için uygun değildir" ne anlama geliyor?
A2: LED yarı iletken eklemi, yüksek ters voltajı engellemek için tasarlanmamıştır. 5V derecesi tipiktir. Bu ifade, 5V'un altındaki bir ters voltajın bile sürekli uygulanmasının tavsiye edilmediği veya belirtilmediği anlamına gelir. Devre tasarımında, LED'in asla ters öngerilime maruz kalmaması veya gerektiğinde koruma diyotu ile paralel bağlanması sağlanmalıdır.

Q3: Sipariş verirken seçim kodları nasıl yorumlanır?
A3: Ürününüzün istenen parlaklık ve renk özelliklerine sahip LED'leri almasını sağlamak için (yeşil ve turuncu için) gerekli ışık şiddeti seçim kodunu ve (yeşil için) ana dalga boyu seçim kodunu belirtmeniz gerekir. Örneğin, "yeşil: şiddet T, dalga boyu AQ; turuncu: şiddet R" olarak seçilmiş bir cihaz sipariş edebilirsiniz. Kesin sipariş kodu formatı için üreticiye danışın.

11. Gerçek Tasarım Örnekleri

Senaryo:Cihaz için, iki farklı renge (yeşil "hazır", turuncu "bekleme/uyarı" için) ihtiyaç duyan ve ürün kasanın içinde dikey monte edilmiş PCB'nin kenarında son derece sınırlı alan bulunan bir durum göstergesi tasarlayın.

Uygulama:LTST-S115TGKFKT ideal bir seçimdir. Tek bir bileşen kapladığı alanı kullanır. Basit bir mikrodenetleyici GPIO pimi, uygun bir akım sınırlama direnci (istenen akıma, maksimum 20/30mA'ye ve güç kaynağı voltajına göre hesaplanarak) kullanılarak her katoda (C1 turuncu, C2 yeşil karşılık gelir) bağlanabilir, ortak anot ise pozitif güç kaynağına bağlanır. Yandan ışık yayma, ışığın cihaz kasanın yanındaki küçük bir delikten veya ışık kılavuzundan çıkarılmasına olanak tanır. Geniş görüş açısı, göstergenin geniş bir açıdan görülebilmesini sağlar. Reflow uyumlu paketleme, diğer tüm SMD bileşenleriyle tek bir lehimleme işleminde lehimlenmesine izin verir.

12. İlke Tanıtımı

LED'de ışık yayma, yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesansa dayanır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir, burada yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar şeklinde salarlar. Yayılan ışığın rengi (dalga boyu), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir.

• Yeşil Chip (InGaN):İndiyum galyum nitrit, bant aralığı indiyum/galyum oranı ayarlanarak maviden yeşil spektruma ışık yayacak şekilde ayarlanabilen bir bileşik yarı iletkendir. Burada, yaklaşık 530 nm dalga boyunda yeşil ışık yayması için tasarlanmıştır.
• Turuncu Chip (AlInGaP):Alüminyum indiyum galyum fosfit, kırmızı, turuncu ve sarı dalga boyu bölgelerindeki yüksek verimliliği ile bilinen başka bir bileşik yarı iletkendir. Buradaki bant aralığı, yaklaşık 611 nm dalga boyunda turuncu ışık yayacak şekilde ayarlanmıştır.

İki chip, tek bir epoksi paket içinde, yayılan ışığı minimum emilimle ileten şeffaf bir lensle donatılmış ve yüksek optik verimlilik sağlayan bir lead frame üzerine monte edilmiştir.

13. Gelişim Eğilimleri

SMD LED alanı sürekli gelişmekte olup, bu tür bileşenlerle ilgili birkaç belirgin eğilim şunları içerir:

• Verimlilik Artışı (lm/W):Süregelen malzeme bilimi ve çip tasarımı iyileştirmeleri, aynı elektriksel giriş gücünden (watt) daha fazla ışık (lümen) elde etmeyi amaçlar, böylece enerji tüketimini ve ısı yükünü azaltır.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Ömür:Paketleme malzemeleri, çip montaj teknolojileri ve fosfor teknolojilerindeki (uygulanabilirse) gelişmeler, çalışma ömrünü uzatmakta ve zorlu çevre koşullarındaki performansı iyileştirmektedir.
• Küçültme:Daha küçük elektronik cihazlara yönelik itici güç, LED'lerin ışık çıkışını korurken veya artırırken daha küçük paket boyutları ve daha düşük profil yükseklikleri benimsemesine yol açmaktadır.
• Renk Doğruluğu ve Tutarlılık:Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve geliştirilmiş üretim süreçleri, parti bazında renk ve parlaklıkta daha az varyansa neden olmakta olup, bu da düzgün bir görünüm gerektiren uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
• Entegrasyon:Çift renkli olanların yanı sıra, daha akıllı ve kompakt aydınlatma çözümleri oluşturmak için RGB çipi, sürücü IC'si hatta fotodedektör gibi daha fazla işlevin tek bir pakette entegre edilmesi eğilimi bulunmaktadır.