LTW-S115KSDS-5A Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Yan Görünümlü - Beyaz & Sarı - 5mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTW-S115KSDS-5A, özellikle yan görünümlü aydınlatma uygulamaları için, en belirgin şekilde sıvı kristal ekranların (LCD) arka ışık kaynağı olarak tasarlanmış, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Tek bir EIA standart paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: beyaz ışık yayımı için bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çipi ve sarı ışık yayımı için bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) çipi. Bu konfigürasyon, kompakt bir alandan esnek aydınlatma çözümlerine olanak tanır. Cihaz, yüksek hacimli montaj için tasarlanmıştır, 7 inçlik makaralara takılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir ve otomatik pick-and-place ekipmanları ile standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle tam uyumludur.

1.1 Temel Avantajlar

• Çift Renkli Kaynak:Beyaz ve sarı ışık yayımını tek bir pakette birleştirir, kart alanından tasarruf sağlar ve çok renkli gösterge veya karışık arka aydınlatma için tasarımı basitleştirir.
• Yan Görünümlü Işık Çıkışı:Ana ışık çıkışı, montaj düzlemine paralel yönlendirilir, bu da LCD modüllerdeki gibi ince panellerin kenar aydınlatması için ideal kılar.
• Yüksek Parlaklık:Yüksek ışık şiddeti sağlamak için gelişmiş InGaN ve AlInGaP çip teknolojilerini kullanır.
• Üretime Uygun:Geliştirilmiş lehimlenebilirlik için kalay kaplı uçlara sahiptir ve otomatik montaj hatlarıyla uyumluluk için paketlenmiştir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktifine uygundur.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki limitler hiçbir koşulda aşılmamalıdır, aksi takdirde cihaza kalıcı hasar verebilir. Değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):Beyaz: 35 mW; Sarı: 48 mW. Bu, LED'in ısı olarak dağıtabileceği maksimum izin verilen güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):Beyaz: 50 mA; Sarı: 80 mA. Bu, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen maksimum anlık akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):Beyaz: 10 mA; Sarı: 20 mA. Bu, güvenilir çalışma için maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:Reflow lehimleme sırasında 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tipik performans parametreleri, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve 5 mA ileri akım (I_F) ile ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_V):Beyaz: Min. 28 mcd, Tipik N/A, Maks. 112 mcd. Sarı: Min. 7.1 mcd, Tipik N/A, Maks. 71 mcd. Bu, fotopik (insan gözü tepkisi) sensörü tarafından ölçülen LED'in algılanan parlaklığıdır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (her iki renk için tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Yayım Dalga Boyu (λ_P):Sarı: 591 nm (tipik). Bu, sarı çipin spektral güç dağılımının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Sarı: 590 nm (I_F=5mA'da tipik). Bu, sarı LED'in algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Sarı: 15 nm (tipik). Bu, yayılan sarı ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir.
• Kromatiklik Koordinatları (x, y):Beyaz: x=0.290, y=0.282 (I_F=5mA'da tipik). Bu CIE 1931 koordinatları, beyaz LED'in renklilik diyagramındaki renk noktasını tanımlar.
• İleri Gerilimi (V_F):Beyaz: Min. 2.55V, Tipik 2.85V, Maks. 3.15V. Sarı: Min. 1.6V, Tipik 2.00V, Maks. 2.40V. Bu, belirtilen ileri akım iletildiğinde LED üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Akım (I_R):Beyaz: Maks. 10 µA; Sarı: Maks. 100 µA (V_R=5V'da). Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre sadece sızıntı akımı testi içindir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'ler, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için temel optik parametrelere göre sınıflandırılır (binlenir). Sınıf kodu ambalaj üzerinde işaretlenir.

3.1 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

LED'ler, I_F= 5 mA'da ölçülen ışık şiddetlerine göre sınıflara ayrılır. Her sınıf için tolerans ±%15'tir.

• Beyaz Çip Sınıfları:N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
• Sarı Çip Sınıfları:K (7.10-11.2 mcd), L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd).

3.2 Renk Tonu (Renk) Sınıflandırması

Beyaz LED'ler, CIE 1931 diyagramındaki kromatiklik koordinatlarına (x, y) göre daha da sınıflandırılır. Dört renk tonu sınıfı tanımlanmıştır (C1, C2, D1, D2), her birinin belirli koordinat sınırları vardır. Her renk tonu sınıfı için hem x hem de y koordinatlarında tolerans ±0.01'dir. Bu, birden fazla LED'in birlikte kullanıldığı arka aydınlatma uygulamaları için kritik olan renk tekdüzeliğini sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik performans eğrilerine atıfta bulunur (sağlanan metinde gösterilmese de). Bu eğriler tasarım mühendisleri için gereklidir.

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:Hem beyaz hem de sarı çipler için ileri akım (I_F) ve ileri gerilim (V_F) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi:Işık çıkışının (I_V) sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Parlaklık ile verimlilik/ömür arasında denge kurmak için optimal çalışma noktasını belirlemeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi:Jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azalmasını gösterir. Bu, nihai uygulamadaki termal yönetim için hayati önem taşır.
• Spektral Dağılım:Sarı LED için, bu eğri, yaklaşık 591 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan göreceli gücü gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Bacak Bağlantısı

Cihaz bir EIA standart paket şekline uygundur. Ana boyutlar gövde boyutu ve uç aralığını içerir. Bacak ataması doğru yönlendirme için kritiktir: C1 bacağı InGaN Beyaz çipine, C2 bacağı ise AlInGaP Sarı çipine atanmıştır. Ayrıntılı ölçülü bir çizim (burada gösterilmemiştir), tipik ±0.10 mm toleransı ile tüm kritik paket ölçümlerini belirtir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni ve Polarite

Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında doğru hizalama için baskılı devre kartına (PCB) önerilen bir lehim pedi tasarımı sağlanır. Veri sayfası ayrıca, süreci optimize etmek için bant makarası beslemesine göre önerilen lehimleme yönünü gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, kızılötesi (IR) reflow lehimlemeye uyumludur. Tepe sıcaklığı 260°C olan ve 10 saniye tutulan belirli bir lehimleme profili önerilir. Veri sayfası, özellikle bileşenin kalay kaplamasının faydası olmadan, 245°C'nin altındaki tepe sıcaklıklarına sahip profillerin güvenilir lehimleme için yetersiz olabileceğini vurgular. Ayrıntılı bir zaman-sıcaklık grafiği tipik olarak ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma bölgelerini gösterir.

6.2 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, LED'i oda sıcaklığında bir dakikadan az bir süre etil alkol veya izopropil alkole daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasalların kullanımı LED paketine zarar verebilir.

6.3 Depolama ve Taşıma

• Elektrostatik Deşarj (ESD):LED, ESD'ye karşı hassastır. Taşıma prosedürleri bilek kayışı, antistatik eldiven ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanımını içermelidir.
• Nem Hassasiyeti:Bir yüzey montaj cihazı olarak, nem emilimine karşı hassastır. Açılmamış, nem geçirmez torbaların (kurutucu ile birlikte) ≤ 30°C ve ≤ %90 RH'de depolandığında raf ömrü bir yıldır. Açıldıktan sonra, LED'ler bir hafta içinde kullanılmalı veya kuru bir ortamda (≤ 30°C / ≤ %60 RH) depolanmalıdır. Orijinal ambalajı dışında bir haftadan fazla depolanan bileşenler, reflow sırasında \"patlamayı\" (popcorning) önlemek için lehimlemeden önce kurutma gerektirir (örn., 60°C'de 20 saat).

7. Paketleme ve Sipariş

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı ile birlikte kabartmalı taşıyıcı bantta (8mm genişlik) sağlanır ve 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılır. Standart makara miktarı 3000 adettir. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur.

7.2 Parça Numarası Yapısı

LTW-S115KSDS-5A parça numarası, ürün ailesi, renk, paket ve muhtemelen performans sınıfı hakkında kodlanmış bilgiler içerir (kesin kod çözümü modele özgü olsa da).

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• LCD Arka Aydınlatma:Birincil uygulama, tüketici elektroniği, endüstriyel ekranlar ve otomotiv göstergelerindeki küçük ve orta boy LCD paneller için kenar aydınlatması sağlar.
• Durum Göstergesi:Çift renkli yetenek, çok durumlu göstergeye izin verir (örn., \"açık\" için beyaz, \"bekleme/uyarı\" için sarı veya üçüncü bir durum için her ikisi).
• Dekoratif Aydınlatma:Yan yayım ve renk karışımının gerekli olduğu kompakt alanlarda kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürme:LED ile seri olarak her zaman bir sabit akım sürücüsü veya akım sınırlayıcı direnç kullanın. İleri gerilimi değişir, bu nedenle gerilimle sürülmesi önerilmez. Maksimum DC ileri akımı (beyaz için 10mA, sarı için 20mA) aşılmamalıdır.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, daha düşük jonksiyon sıcaklığını korumaya, ışık çıkışını muhafaza etmeye ve çalışma ömrünü uzatmaya yardımcı olur.
• Optik Tasarım:130 derecelik görüş açısı geniş bir yayım deseni sağlar. Arka aydınlatma için, ışığı ekran alanına eşit şekilde dağıtmak için tipik olarak ışık kılavuzları ve difüzörler kullanılır.
• Devre Koruma:LED ters öngerilimli çalışma için tasarlanmadığından, yanlış kurulum riski varsa ters polarite koruması uygulamayı düşünün.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Tek renkli yan görünümlü LED'lerle karşılaştırıldığında, LTW-S115KSDS-5A iki rengi entegre ederek önemli alan tasarrufu ve tasarım esnekliği sunar. Sarı için AlInGaP kullanımı, o dalga boyu için yüksek verimlilik ve iyi renk doygunluğu sağlar. Beyaz için InGaN ve sarı için AlInGaP'ın tek bir pakette birleşimi, minimal bir alandan belirgin, güvenilir renk kaynakları gerektiren uygulamalar için özel olarak hazırlanmış bir çözümü temsil eder ve onu daha basit tek renkli alternatiflerden veya daha büyük ayrık çözümlerden ayırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Beyaz ve sarı çipleri bağımsız olarak sürebilir miyim?

Evet. İki çipin ayrı anot/katot bağlantıları vardır (C1 ve C2 bacakları). Her rengi bağımsız olarak kontrol etmek için ayrı akım sınırlayıcı devrelerle sürülmelidirler.

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

Tepe dalga boyu (λ_P), yayım spektrumunun en güçlü olduğu fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d), algılanan rengi CIE diyagramında tek bir dalga boyu olarak temsil eden hesaplanmış bir değerdir. Buradaki sarı LED gibi tek renkli LED'ler için, genellikle birbirine çok yakındırlar.

10.3 Torba açıldıysa lehimlemeden önce neden bir kurutma işlemi gereklidir?

SMD plastik paketler havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak, paketi çatlatabilen veya iç arayüzleri ayırabilen iç basınç yaratabilir - bu duruma \"patlama\" (popcorning) denir. Kurutma, bu emilmiş nemi uzaklaştırır.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Küçük bir endüstriyel enstrüman ekranı için bir arka aydınlatma tasarlamayı düşünün. Tasarım, normal çalışma için parlak bir beyaz arka aydınlatma ve alarm durumları için belirgin bir sarı gösterge gerektirir. LTW-S115KSDS-5A kullanılarak, tasarımcı ışık kılavuzunun kenarına tek bir bileşen yerleştirebilir. Beyaz çip, ana arka aydınlatma için sabit akım devresi üzerinden 5mA'da sürülür. Sarı çip, enstrümanın alarm mantığı tarafından kontrol edilen ayrı bir sürücü devresine bağlanır. Bu yaklaşım, mekanik tasarımı basitleştirir (iki yerine bir bileşen), PCB alanını azaltır ve iki ışık kaynağının ışık kılavuzuna göre mükemmel hizalanmasını sağlar.

12. Çalışma Prensibi

LED'lerde ışık yayımı, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesansa dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşerek foton (ışık) şeklinde enerji salarlar. Yayılan ışığın rengi (dalga boyu), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. InGaN çipi daha geniş bir bant aralığına sahiptir, daha kısa dalga boylu ışık (mavi) yaymasını sağlar ve bu ışık paket içindeki bir fosfor kaplama ile kısmen daha geniş bir spektruma (beyaz görünür) dönüştürülür. AlInGaP çipi daha dar bir bant aralığına sahiptir ve spektrumun sarı/turuncu/kırmızı kısmında doğrudan foton yayacak şekilde tasarlanmıştır, bu da gözlemlenen saf sarı ışığı oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri

LED endüstrisi, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), geliştirilmiş renksel geriverim (özellikle beyaz LED'ler için) ve daha fazla küçültmeye doğru evrimini sürdürmektedir. Yan görünümlü ve arka aydınlatma uygulamaları için trendler arasında daha da ince paketler, daha yüksek parlaklık yoğunluğu ve dinamik renk kontrolü için daha karmaşık çok çipli dizilerin (RGB, RGBW) tek paketlere entegrasyonu yer alır. Ayrıca, paketleme malzemeleri ve fosfor teknolojisindeki ilerlemeler, sıcaklık ve ömür boyunca güvenilirliği, termal performansı ve renk tutarlılığını artırmayı amaçlamaktadır.