LTST-C155KGJRKT Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Paket Boyutları - Yeşil/Kırmızı - 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli bir yüzey montaj (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, tek bir paket içinde iki farklı AlInGaP yarı iletken çipini entegre ederek hem yeşil hem de kırmızı ışık yayma yeteneği sağlar. Bu tasarım, minimal alan gerektiren uygulamalarda kompakt, iki renkli gösterge veya durum ekranı ihtiyacı için optimize edilmiştir. Cihaz RoHS direktiflerine uygundur ve çevre dostu ürün olarak sınıflandırılır.

LED, endüstri standardı paketlemede, özellikle 7 inç çapındaki makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir. Bu format, modern elektronik üretiminde yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı otomatik pick-and-place montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Paket ayrıca standart kızılötesi (IR) ve buhar fazlı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bu da baskılı devre kartı (PCB) montajlarına entegrasyonunu kolaylaştırır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Amaçsal Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Güvenilir çalışma için bu sınırlar asla aşılmamalıdır, geçici olarak bile.

• Güç Dağılımı (P_D):Çip başına 75 mW (Yeşil ve Kırmızı). Bu parametre, LED çipinde ısıya dönüştürülebilecek toplam elektriksel gücü sınırlar. Bu değerin aşılması, termal kaçak ve yarı iletken malzemenin bozulması riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):80 mA, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında belirtilmiştir. Bu değer sadece darbe çalışması içindir ve flaş veya sinyalizasyon uygulamaları gibi kısa süreli yüksek parlaklık dönemlerine izin verir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum kararlı durum akımıdır. LED'in sürücü devresini tasarlamak için birincil parametredir.
• Akım Düşürme (Derating):25°C'den itibaren 0.4 mA/°C doğrusal düşürme. Ortam sıcaklığı (T_a) arttıkça, eklem sıcaklığı limitini aşmayı önlemek için izin verilen maksimum sürekli akım orantılı olarak azaltılmalıdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bundan daha büyük bir ters öngerilim uygulamak, LED çipinde bozulmaya ve felaket arızasına neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-55°C ila +85°C. Cihaz bu tam endüstriyel sıcaklık aralığında depolanabilir ve çalıştırılabilir.
• Lehimleme Sıcaklığı Toleransı:Paket, 260°C'de 5 saniye dalga veya IR lehimlemeye veya 215°C'de 3 dakika buhar fazlı lehimlemeye dayanabilir, bu da kurşunsuz (Pb-free) montaj işlemlerine uygunluğunu doğrular.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler standart test koşullarında (T_a=25°C, I_F=20mA) ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):Yeşil çip tipik olarak 35.0 mcd (millikandela) şiddete sahipken, kırmızı çip tipik olarak daha parlaktır (45.0 mcd), her ikisi için minimum 18.0 mcd'dir. Şiddet, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (tipik). Şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan bu geniş görüş açısı, bu LED'i geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):Yeşil: 574 nm (tipik), Kırmızı: 639 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Yeşil: 571 nm (tipik), Kırmızı: 631 nm (tipik). CIE renklilik diyagramından türetilir, insan gözünün ışığın rengini tanımlayan tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Yeşil: 15 nm (tipik), Kırmızı: 20 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir; daha dar bir bant genişliği daha doygun bir renk anlamına gelir.
• İleri Gerilim (V_F):Her iki renk için 20mA'de 2.0 V (tipik), 2.4 V (maksimum). Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritik bir parametredir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 10 µA (maksimum), minimum sızıntı ile iyi diyot özelliklerini gösterir.
• Kapasitans (C):0V öngerilim ve 1 MHz'de 40 pF (tipik). Bu düşük kapasitans, yüksek frekanslı anahtarlama veya çoklama uygulamaları için faydalıdır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'ler, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli şiddet veya renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Hem yeşil hem de kırmızı çipler, 20mA'de ışık şiddeti için aynı şekilde sınıflandırılır. Bin kodları (M, N, P, Q), artan minimum ve maksimum şiddet aralıklarını temsil eder. Örneğin, 'M' sınıfı 18.0 ila 28.0 mcd'yi kapsarken, 'Q' sınıfı 71.0 ila 112.0 mcd'yi kapsar. Ölçüm ve üretim varyasyonlarını hesaba katmak için her sınıf içinde ±%15 tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması (Sadece Yeşil)

Yeşil LED'ler, renk tutarlılığını kontrol etmek için baskın dalga boyuna göre daha da sınıflandırılır. Üç sınıf tanımlanmıştır: 'C' (567.5-570.5 nm), 'D' (570.5-573.5 nm) ve 'E' (573.5-576.5 nm). Her sınıf için ±1 nm'lik sıkı bir tolerans korunur, aynı sınıftaki cihazlar arasında tek tip bir yeşil ton sağlanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn. Şekil 1, Şekil 6), bunların tipik yorumları tasarım için çok önemlidir.

• I-V Eğrisi:İleri gerilim (V_F), ileri akım (I_F) ile logaritmik bir ilişki sergiler. V_F'deki küçük bir artış, I_F'da büyük bir artışa neden olur, bu nedenle sabit akım sürücüsü kararlı ışık çıkışı için esastır.
• Işık Şiddeti vs. Akım:Şiddet, normal çalışma aralığında (anma sürekli akıma kadar) ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda artan ısı nedeniyle verim düşebilir.
• Sıcaklık Karakteristikleri:Işık şiddeti tipik olarak eklem sıcaklığı arttıkça azalır. İleri gerilim de negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani V_F sıcaklık arttıkça hafifçe azalır. Termal etkileri yönetmek için 0.4 mA/°C'lik düşürme faktörü uygulanır.
• Spektral Dağılım:AlInGaP LED'ler için emisyon spektrumu nispeten dardır ve Gauss şeklindedir, tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiştir. Baskın dalga boyu bu spektrumdan ve CIE renk eşleştirme fonksiyonlarından hesaplanır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Cihaz ve Pin Ataması

LED, su berraklığında bir lense sahiptir. Dahili çift renkli çipin belirli bir pin ataması vardır: Pin 1 ve 3 Yeşil AlInGaP çipine, Pin 2 ve 4 ise Kırmızı AlInGaP çipine atanmıştır. Bu konfigürasyon, her rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır.

5.2 Paket ve Şerit/Makaraya Sarılı Boyutlar

Cihaz, bir EIA standardı paket şekline uyar. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve ±0.10 mm standart toleransla verilmiştir. Bileşen, 7 inç (yaklaşık 178 mm) çapındaki makaralara sarılan 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde paketlenmiştir. PCB tasarımını ve montaj kurulumunu yönlendirmek için cihaz şekli, önerilen PCB iniş ped deseni ve şerit/makara boyutları için detaylı mekanik çizimler dahildir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen Reflow Profilleri

İki önerilen kızılötesi (IR) reflow lehimleme profili sağlanmıştır: biri standart (kalay-kurşun) lehim işlemi, diğeri kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemi için. Kurşunsuz profil özellikle SnAgCu (kalay-gümüş-bakır) lehim macunu ile kullanım için kalibre edilmiştir. Anahtar parametreler arasında kontrollü ısınma, likidüs üzerinde tanımlanmış bir süre, bir tepe sıcaklığı (tipik olarak 240-260°C maks) ve bileşen üzerindeki termal stresi en aza indirmek için kontrollü bir soğutma hızı bulunur.

6.2 Depolama ve Kullanım

LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarılan bileşenler bir hafta içinde reflow lehimlenmelidir. Orijinal ambalaj dışında daha uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde tutulmalıdırlar. Bir haftadan fazla depolanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 24 saat pişirme önerilir.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED'ler normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyicilerin kullanımı plastik lensi ve paket malzemesini hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme, 7 inç makara başına 3000 adettir. Kalan miktarlar için minimum sipariş miktarı 500 adettir. Şerit ve makara sistemi ANSI/EIA-481-1-A spesifikasyonlarına uygundur. Anahtar şerit özellikleri şunlardır: boş bileşen yuvaları kapak bandı ile kapatılır ve standart gereği makara başına en fazla iki ardışık eksik bileşene ("eksik lamba") izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu çift renkli LED, alanın kısıtlı olduğu ve birden fazla durumun iletilmesi gereken durum ve gösterge uygulamaları için idealdir. Örnekler: tüketici elektroniğinde güç/durum göstergeleri (örn. şarj/bekleme), endüstriyel kontrol panellerinde iki renkli sinyal lambaları, ağ ekipmanlarında durum ekranları ve iki renk gerektiren membran anahtarlar veya ikonlar için arka aydınlatma.

8.2 Tasarım Hususları ve Sürme Yöntemi

Kritik:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında tekdüze parlaklık sağlamak için,her LED veya her renk kanalı için seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Önerilen devre (Devre A), LED ile seri bağlı bir direnç gösterir. Bireysel dirençler olmadan birden fazla LED'i doğrudan paralel bağlamaktan (Devre B) kaçının, çünkü ileri gerilim (V_F) özelliklerindeki küçük farklılıklar, akım paylaşımında ve dolayısıyla parlaklıkta önemli farklılıklara neden olacaktır.

Sürücü akımı, gerekli parlaklık ve mutlak maksimum değerlere dayanarak, yüksek ortam sıcaklıkları için gerekli düşürme faktörleri dikkate alınarak ayarlanmalıdır.

8.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. Kullanım ve montaj sırasında ESD hasarını önlemek için:

• Personel topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir.
• Tüm ekipmanlar, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için bir iyonizer kullanılabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin birincil farklılaştırıcı özelliği, tek bir kompakt SMD paketinde iki yüksek performanslı AlInGaP çipinin (Yeşil ve Kırmızı) entegrasyonudur. AlInGaP teknolojisi, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ve kehribar renkler için daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. 130 derecelik geniş görüş açısı ve her renk için bağımsız pin kontrolünün kombinasyonu, tek renkli LED'lerde veya ortak anot/katotlu önceden karıştırılmış çift renkli LED'lerde bulunmayan tasarım esnekliği sağlar. Otomatik montaj ve kurşunsuz reflow işlemleriyle uyumluluğu, onu modern, üretilebilir bir çözüm haline getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Yeşil ve Kırmızı LED'leri aynı anda tam 30mA'lerinde sürebilir miyim?

A: Hayır. Toplam güç dağılımı için Mutlak Maksimum Değer çip başına 75 mW'dir. Her ikisini de 30mA'de, tipik V_F 2.0V ile sürmek, çip başına 60 mW (P=I*V) ile sonuçlanır, bu sınır içindedir. Ancak, V_F maksimum 2.4V'de ise, güç 72 mW olur, sınıra çok yakındır. Özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında, her iki rengi sürekli sürerken güvenilir uzun vadeli çalışma için akımı düşürmek tavsiye edilir.

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

A: Tepe Dalga Boyu (λ_P), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), insan gözünün o spektrumun rengini nasıl algıladığına dayalı hesaplanan bir değerdir. Tek renkli bir kaynak için ikisi aynıdır. Belirli bir spektral genişliğe sahip LED'ler için, λ_d aynı renkte görünecek tek dalga boyudur. λ_d ekran uygulamalarında renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: Doğru akım sınırlayıcı direnç değerini nasıl seçerim?

A: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_kaynak- V_{F_LED}) / I_{F_istenen}. Muhafazakar bir tasarım için, parçalar arası varyasyonla bile akımın hedefi asla aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum V_F (2.4V) kullanın. Örneğin, 5V kaynak ve 20mA hedef I_F için: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. En yakın standart değer (örn. 120 veya 150 Ohm) kullanılabilir, gerçek akım yeniden hesaplanır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Taşınabilir Bir Cihaz için Çift Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, kompakt bir el tipi ölçüm cihazı oluşturmaktadır. Üç durumu göstermek için tek bir göstergeye ihtiyaç vardır: Kapalı, Ölçüm (Yeşil) ve Hata/Düşük Pil (Kırmızı). LTST-C155KGJRKT kullanmak, iki ayrı LED kullanmaya kıyasla kart alanından tasarruf sağlar.

Uygulama:Mikrodenetleyici (MCU), açık drenaj çıkışları olarak yapılandırılmış iki GPIO pinine sahiptir. Her pin, bir akım sınırlayıcı direnç (yukarıda hesaplandığı gibi) üzerinden bir rengin katoduna bağlanır. Her iki LED renginin anotları sistemin 3.3V hattına bağlanır. Yeşili aktif etmek için MCU, Yeşil GPIO pinini düşük seviyeye çeker. Kırmızıyı aktif etmek için, Kırmızı GPIO pinini düşük seviyeye çeker. LED'i kapatmak için her iki GPIO pini yüksek empedans durumuna ayarlanır. Bu devre, minimum bileşenle bağımsız kontrol sağlar.

Dikkat Edilmesi Gerekenler:Tasarımcı, MCU'nun GPIO pinlerinin gerekli LED akımını (örn. 20mA) çekebildiğinden emin olmalıdır. Değilse, basit bir transistör anahtarı eklenebilir. Geniş görüş açısı, cihaz tutulurken göstergenin çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönde bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar p-tipi bölgeden gelen deliklerle yeniden birleşir ve enerjiyi foton şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Bu cihaz, her iki çip için de AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) kullanır; bu malzeme sistemi, kırmızı, turuncu, kehribar ve yeşil spektral bölgelerde yüksek verimlilikle bilinir. "Su berraklığındaki" lens difüze değildir, çipin doğal, yüksek derecede yönlü ışık deseninin yayılmasına izin verir, bu da belirtilen geniş görüş açısını sağlar.

13. Gelişim Trendleri

Gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektriksel güç başına daha fazla ışık çıkışı), daha yoğun PCB düzenleri için daha küçük paket boyutları ve daha sıkı sınıflandırma yoluyla geliştirilmiş renk tutarlılığı yönünde devam etmektedir. Ayrıca, kompakt bir form faktöründe çok renkli ve renk karıştırma yeteneklerini etkinleştirmek için tek paketlere birden fazla çipin (RGB, çift renkli) entegrasyonu da artmaktadır. Dahası, giderek daha katı çevre düzenlemeleri (RoHS, REACH) ve yüksek sıcaklıklı, kurşunsuz montaj işlemleriyle uyumluluk temel bir gereklilik olmaya devam etmektedir. Yeni yarı iletken malzemelerin ve fosforların geliştirilmesi, görünür spektrum boyunca LED'lerin renk gamını ve verimliliğini genişletmeye devam etmektedir.