LTST-C295TGKSKT Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - 0.55mm Ultra İnce Yükseklik - Yeşil/Sarı - 20mA/30mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyotun (LED) tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, tek bir paket içinde iki farklı renk, kompakt ve yüksek parlaklıkta gösterge gerektiren uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır. Temel ayırt edici özelliği, onu alan kısıtlı modern elektronik tasarımlar için uygun kılan son derece düşük profil yüksekliğidir.

Bu LED, standart bir EIA uyumlu paket içinde iki bağımsız yarı iletken çip entegre eder: yeşil ışık yayan bir indiyum galyum nitrür (InGaN) çipi ve sarı ışık yayan bir alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) çipi. Bu çift çipli mimari, her rengin bağımsız kontrolüne izin verir ve sürücü devre yapılandırmasına bağlı olarak durum göstergesi, çift renkli sinyal veya basit renk karışımı sağlayabilir. Cihaz, yüksek hacimli elektronik imalatında yaygın olan yüksek hızlı otomatik montaj işlemlerini kolaylaştırmak için 7 inçlik makaralara sarılmış, endüstri standardı 8 mm şeritli bant formunda sunulmaktadır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine ve Tarafsız Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya yakınında çalışmanın garantisi yoktur ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Güç Tüketimi (Pd):Yeşil ışık yayan çip için 76 mW, sarı ışık yayan çip için 75 mW'dır. Bu parametre, paket ve PCB'nin termal direnci ile birleştiğinde, jonksiyon sıcaklık limitini aşmamak için izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirler.
• Tepe İleri Akım (I_FP):Yeşil ışık için 100 mA, sarı ışık için 80 mA'dır. Bu değer, %10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği altında belirtilmiştir. LED'in kısa süreli yüksek akım darbelerine dayanabildiğini gösterir, çoklama sürücü veya darbe parlaklık uygulamaları için uygundur, ancak DC çalışma için uygun değildir.
• Doğru akım ileri akımı (I_F):Yeşil ışık için 20 mA, sarı ışık için 30 mA'dır. Bu, normal koşullarda güvenilir uzun süreli çalışma için önerilen maksimum sürekli akımdır.
• Sıcaklık aralığı:Çalışma sıcaklığı: -20°C ila +80°C; Depolama sıcaklığı: -30°C ila +100°C. Çalışma aralığı, ticari sınıf LED'ler için tipik bir aralıktır. Tasarımcılar, ortam sıcaklığının ve kendi kendine ısınmanın, LED jonksiyon sıcaklığının maksimum derecelendirmesini aşmasına neden olmadığından emin olmalıdır.
• Kızılötesi Reflow Lehimleme Koşulları:260°C'de 10 saniye süreyle dayanabilir. Bu, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemi için kritiktir ve PCB montaj sürecinde kesinlikle uyulmalıdır.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, Ta=25°C ve belirtilen test koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir. Devre tasarımı ve optik sistem entegrasyonu için hayati öneme sahiptirler.

• Işık şiddeti (I_V):I_F=20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülür. Yeşil ışık çipleri 45.0 mcd (minimum) ile 280.0 mcd (maksimum) aralığındadır. Sarı ışık çipleri 28.0 mcd (minimum) ile 450.0 mcd (maksimum) aralığındadır. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (ayrıntılar için Bölüm 3'e bakınız). Testler, CIE fotopik görme tepki eğrisine yaklaşan bir filtre kullanılarak yapılır.
• Bakış Açısı (2θ_1/2):Her iki renk için de genellikle 130 derecedir. Bu, ışık şiddetinin eksenel değerin yarısına düştüğü tam açıdır. 130 derecelik açı, çok geniş bir bakış açısı modunu ifade eder ve LED'in geniş açılardan görülebilmesinin gerektiği uygulamalar için uygundur.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P):Yeşil ışık genellikle 525 nm, sarı ışık ise genellikle 588 nm'dir. Bunlar, emisyon spektrumundaki en yüksek noktaya karşılık gelen dalga boylarıdır.
• Baskın dalga boyu (λ_d):Yeşil ışık genellikle 525.0 nm, sarı ışık ise genellikle 587.0 nm'dir. Bu değer, CIE kromatiklik diyagramından türetilmiştir ve insan gözünün algıladığı rengi tanımlayan tek bir dalga boyudur. Tepe dalga boyundan daha algısal olarak ilgili bir ölçüttür.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Yeşil ışık genellikle 35 nm, sarı ışık ise genellikle 20 nm'dir. Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini ifade eder. Sarı ışık AlInGaP LED'lerin spektrumu genellikle yeşil ışık InGaN LED'lerinkinden daha dardır.
• İleri yön gerilimi (V_F):I_F=20mA'de, yeşil ışık için maksimum 3.50V, sarı ışık için maksimum 2.40V'dir. Bu, akım sınırlama devrelerinin tasarımı için çok önemlidir. Yeşil ışık çiplerinin daha yüksek V_Fdeğeri, InGaN teknolojisinin bir özelliğidir.
• Ters yön akımı (I_R):V_R=5V'de her ikisi de maksimum 10 μA'dır.Önemli Notlar:Bu cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır. 5V'u aşan ters öngerilim uygulanması anında hasara neden olabilir. Devrede ters voltaj veya yanlış polarite bağlantılarını önleyici koruma önlemleri alınması şiddetle tavsiye edilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler farklı performans sınıflarına ayrılır. LTST-C295TGKSKT, her renk için ışık şiddeti sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Yeşil Işık Şiddeti Kademelendirmesi

Sınıflar, harf kodları (P, Q, R, S) ile tanımlanır ve 20mA'deki minimum ve maksimum ışık şiddeti değerleri (birim mcd) verilir. Her sınıfın toleransı +/-%15'tir. Örneğin, 'P' sınıfı 45.0 ila 71.0 mcd'yi kapsar. Tasarımcılar, montajda birden fazla cihaz arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için sipariş verirken gerekli sınıf kodunu belirtmelidir.

3.2 Sarı Işık Şiddeti Kademelendirmesi

Sarı ışık çipleri, N, P, Q, R, S, T kodlu daha geniş bir sınıflandırma aralığı kullanır. Bu aralık, 28.0 mcd (N seviyesi minimum değeri) ile 450.0 mcd (T seviyesi maksimum değeri) arasındaki yoğunluğu kapsar ve her seviye +/-%15 toleransa sahiptir. Daha geniş aralık, AlInGaP malzemesinin daha yüksek potansiyel parlaklığına uyum sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafik verilerine (örneğin, Şekil 1, Şekil 6) atıfta bulunulsa da, sağlanan sayısal veriler ana ilişkilerin analizine olanak tanır.

• IV İlişkisi:İleri yön gerilimi (V_F), tek bir test akımında (20mA) belirtilmiştir. Pratikte, V_FI ile_Flogaritmik bir ilişki gösterir ve aynı zamanda sıcaklığa bağlıdır. LED'i sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım kaynağı ile sürmek, kararlı bir ışık çıkışı için çok önemlidir.
• Sıcaklık Karakteristiği:LED'in ışık şiddeti genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Belirtilen parametreler 25°C ortam sıcaklığında ölçülmüştür. Yüksek sıcaklık ortamlarında veya yüksek sürücü akımlarında, çıkışta düşüş beklenmelidir. 80°C maksimum çalışma sıcaklığı, güvenilir çalışma için üst sınırı sağlar.
• Spektrum Dağılımı:Tipik tepe dalga boyu ve baskın dalga boyu ile spektral yarı genişlik, renk noktasını birlikte tanımlar. Yeşil ışık emisyonu (525nm, 35nm yarı yükseklik genişliği) saf yeşil olarak görünecek, sarı ışık emisyonu (587nm, 20nm yarı yükseklik genişliği) ise kehribar (yaklaşık 590nm) veya saf yeşilden farklı olarak doygun bir sarı olacaktır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutu ve Polarite

Bu cihaz, standart EIA SMD paket şekline uygundur. Temel mekanik özelliği, yalnızca 0.55 mm olan ve "ultra ince" olarak tanımlanan yüksekliğidir. Bacak atamaları açıkça tanımlanmıştır: Bacak 1 ve 3 yeşil ışık anodu/katodu, Bacak 2 ve 4 sarı ışık anodu/katodu içindir. Kesin iç bağlantı (ortak anot veya ortak katot) sağlanan metinde açıkça belirtilmemiştir ve detaylı paket çizimlerinden doğrulanmalıdır. Kurulum sırasında hasarı önlemek için doğru polarite tanımlaması çok önemlidir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Yerleşimi

Veri sayfası, PCB üzerindeki lehim pedi boyutları için öneriler içerir. Bu önerilere uyulması, güvenilir lehim bağlantıları, uygun ısı dağılımı sağlar ve yeniden akış lehimleme sırasında tombstone efekti gibi sorunları önler. Lehim pedi tasarımı, nihai montaj edilen bileşenin görünüş açısını ve mekanik stabilitesini de etkiler.

5.3 Şeritleme ve Makara Paketleme

LED'ler, 8 mm genişliğinde embosseli taşıyıcı bant formunda, 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılı olarak sunulmaktadır. Her makara 4000 adet içerir. Bu paketleme, otomatik yüzey montaj teknolojisi (SMT) ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için ANSI/EIA 481 spesifikasyonuna uygundur. Taşıyıcı bant, üst kapak bandı ile kapatılmış ceplere sahiptir. Spesifikasyon, ardışık eksik bileşen sayısının en fazla iki olabileceğini ve kalan siparişler için minimum paketleme miktarının 500 adet olduğunu belirtir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz montaj işlemi için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow lehimleme sıcaklık profili sunulmaktadır. Anahtar parametreler, ön ısıtma bölgesi (150-200°C), likidüs üzerinde belirli bir süre ve 260°C'yi aşmayan, en fazla 10 saniye süren tepe sıcaklığı içerir. Bu profil, JEDEC standardına dayanmakta olup genel bir hedef olarak tasarlanmıştır. Gerçek profil, üretimde kullanılan spesifik PCB tasarımı, lehim pastası ve fırına göre karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimleme Dikkat Edilmesi Gerekenler

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, havya ucunun sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve tek bir lehimleme işlemi en fazla 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Aşırı ısı veya uzun temas süresi, LED paketini veya iç bağlantı tellerini hasara uğratabilir.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekiyorsa, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, LED'in oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkol içinde en fazla bir dakika bekletilmesini önerir. Belirtilmemiş veya aşındırıcı kimyasal temizleyicilerin kullanılması, plastik lensi veya paketleme malzemesini hasara uğratarak ışık çıkışında azalmaya veya erken arızaya neden olabilir.

6.4 Depolama Koşulları

Lehimlenebilirliği korumak için doğru depolama kritik öneme sahiptir. Açılmamış, kurutuculu nem bariyerli torbalar ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%90 bağıl nemde saklanmalı ve bir yıl raf ömrüne sahiptir. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, bileşenler ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde depolanmalıdır. Açıldıktan sonraki bir hafta içinde kızılötesi reflow lehimlemenin tamamlanması önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süreli depolama için, bileşenler kurutuculu hava geçirmez kaplarda veya nitrojen kurutucularda saklanmalıdır. İdeal olmayan koşullarda bir haftadan uzun süre depolanan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow işlemi sırasında "patlamış mısır" (popcorning) etkisini önlemek için montaj öncesinde yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu iki renkli LED, alanın kısıtlı olduğu ve birden fazla durumun iletildiği durum ve gösterge uygulamaları için idealdir. Örneğin:

• Taşınabilir Tüketici Elektroniği:Güç/şarj durumu (yeşil=tam dolu, sarı=şarj oluyor), bağlantı göstergesi (Bluetooth/Wi-Fi) veya akıllı telefonlar, tabletler, giyilebilir cihazlar ve kablosuz kulaklıklardaki mod göstergeleri, ultra ince form faktöründen yararlanır.
• Endüstriyel Kontrol Panelleri:Makine durum göstergesi (yeşil=çalışıyor, sarı=beklemede/arıza), seviye göstergesi veya HMI üzerindeki onay ışığı.
• Otomobil İç Aydınlatma:Buton veya anahtarın gösterge paneli arka aydınlatması, ortam aydınlatması veya kritik olmayan durum göstergeleri (belirli otomotiv sınıfı sertifikasyon gerektirir).
• IoT cihazları ve akıllı ev aletleri:Ağ durumu, sensör aktivite göstergesi veya pil uyarısı.

7.2 Tasarım Değerlendirmeleri

• Akım Sürücüsü:Daima seri bir akım sınırlama direnci veya özel bir sabit akımlı LED sürücü IC kullanın. R = (V formülünü kullanın._{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F Direnç değerini hesaplamak için, veri sayfasındaki maksimum V_FI_Fsınırı aşmadığından emin olmak için. Her rengin V_FFarklı.
• Isıl Yönetim:Düşük güç tüketimine rağmen, özellikle maksimum akım sürüşüne yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında, jonksiyon sıcaklığını limitler dahilinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya ısı dağıtımı için delikler sağlanmalıdır.
• ESD Koruması:Veri sayfası, elektrostatik deşarj (ESD) ile ilgili uyarılar içerir. Bu cihazlar hassastır. Montaj sırasında ESD güvenli işlem prosedürlerini (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonu) uygulayın ve nihai uygulamada, potansiyel ESD olaylarına maruz kalma ihtimali varsa, hassas hatlara geçici voltaj bastırma (TVS) diyotları veya dirençler eklemeyi düşünün.
• Optik Tasarım:130 derecelik görüş açısı geniş bir görünürlük sağlar. Daha odaklanmış bir ışın demetine ihtiyaç duyulan uygulamalar için harici lens veya ışık yönlendiriciler gerekli olabilir. "Water Clear" lens minimum renk bozulmasını sağlar.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

LTST-C295TGKSKT'nin temel farklılaştırıcı özelliği, işlev kombinasyonunda yatmaktadır:

• Ultra ince form faktörü (0.55mm):Bu, birçok standart SMD LED'e (genellikle 0.6mm, 0.8mm veya daha yüksek) kıyasla belirgin bir avantajdır ve en ince modern elektronik cihazlarda kullanılmasını sağlar.
• Tek pakette çift renk:Bu, benzer bir işlevi gerçekleştirmek için iki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar ve montajı basitleştirir.
• Çip Teknolojisi:Yeşil ışık için InGaN, sarı ışık için AlInGaP kullanımı, yüksek verimli modern yarı iletken malzemeleri temsil eder ve iyi parlaklık ile renk doygunluğu sağlar.
• Uyumluluk:ROHS standardına uygun ve çevre dostu ürün olup, küresel çevre düzenlemelerine uygunluğu garanti eder.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Soru: Yeşil ve sarı LED'leri aynı anda tam DC akım ile sürebilir miyim?
Cevap: Mutlaka değil. Mutlak maksimum derecelendirmeler her çip için güç tüketimini belirler (yeşil ışık 76mW, sarı ışık 75mW). Aynı anda 20mA (yeşil) ve 30mA (sarı) ile çalışmak, sırasıyla yaklaşık 70mW (3.5V*20mA) ve yaklaşık 72mW (2.4V*30mA) güç tüketimine yol açacaktır, bu da her bir limitine yakındır. Üretilen toplam ısının yönetilmesi gerekir. Eşzamanlı tam parlaklık operasyonu yapılırken termal hesaplamalara başvurulması veya akımın hafifçe düşürülmesi önerilir.

Soru: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?
Cevap: Tepe dalga boyu (λ_P), spektral çıktıdaki en yüksek yoğunluk noktasının fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_dλ, renk eşleştirmesi yöntemiyle hesaplanan bir değerdir ve standart insan gözlemcisi için, LED ile aynı renkteki saf tek renkli ışığın tek dalga boyunu temsil eder._dTasarımda renk eşleştirme yapılırken genellikle daha kullanışlıdır.

S: Sipariş verirken sınıflandırma kodları nasıl yorumlanır?
C: Sınıflandırma kodu (örneğin, yeşil ışık için 'S', sarı ışık için 'T'), ışık şiddetinin, +/-%15 toleransla, bu kodun belirttiği minimum/maksimum aralıkta kalacağını garanti eder. Ürün görünümünün tutarlılığı için, bir üretim partisindeki tüm bileşenler için tek bir sınıflandırma kodu belirtmek çok önemlidir. Belirtilmezse, ürünün genel aralığındaki herhangi bir sınıftan LED alabilirsiniz.

10. Gerçek Tasarım Vaka Analizleri

Senaryo:3.3V regülatör ile çalışan bir el cihazı için düşük pil göstergesi tasarlayın. Pil voltajı 3.6V üzerindeyken gösterge yeşil, 3.5V altına düştüğünde sarı yanmalıdır.

Uygulama Planı:Bir mikrodenetleyici, bir analog-dijital dönüştürücü (ADC) ile pil voltajını izler. LED'leri kontrol etmek için iki GPIO pini kullanılır. Devre, dahili pin düzenine göre yapılandırılacaktır (örneğin, ortak katot ise, katot pini topraklanır ve mikrodenetleyici her anotu, bir akım sınırlama direnci üzerinden akım çekerek yakar). Direnç değerleri ayrı ayrı hesaplanacaktır: R_{Yeşil Işık}= (3.3V - 3.5V) / 0.020A = ~ -10Ω (geçersiz). Bu bir soruna işaret ediyor: Yeşil LED'in V_F(maksimum 3.5V), güç kaynağı voltajına (3.3V) çok yakın veya onu aşıyor.

Çözüm:1) Yeşil LED için daha düşük bir akım kullanın (örneğin 10mA), bu onun V_F.2) LED'leri sürmek için yük pompası veya yükseltici dönüştürücü kullanarak biraz daha yüksek bir voltaj (örneğin 4.0V) üretin. 3) Daha düşük V_F'ye sahip farklı yeşil LED'ler kullanın. Bu durum, tasarım sürecinde mümkün olan en erken aşamada mevcut güç kaynağı voltajına göre V_F'yi kontrol etmenin önemini vurgulamaktadır.

11. Çalışma Prensibi Özeti

Işık Yayan Diyot (LED), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan bir yarı iletken p-n eklem cihazıdır. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden oyuklar eklem bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkar. Silikon gibi geleneksel yarı iletkenlerde bu enerji çoğunlukla ısı enerjisidir. InGaN ve AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde ise bu enerjinin önemli bir kısmı foton (ışık) olarak salınır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi (E_g) tarafından, λ = hc/E formülüne göre belirlenir._g. InGaN malzemesi daha kısa dalga boyları (mavi, yeşil) için kullanılırken, AlInGaP malzemesi daha uzun dalga boyları (sarı, turuncu, kırmızı) için kullanılır. İki renkli LED paketi, sadece farklı bant aralıklarına sahip iki bağımsız bu tür yarı iletken çipi barındırır.

12. Teknoloji Trendleri

LTST-C295TGKSKT gibi LED'lerin gelişimi, birkaç önemli sektör eğilimini takip etmiştir:

• Miniaturizasyon:Daha ince ve kompakt son ürünler elde etmek için, 0.55mm profil yüksekliğinde görüldüğü gibi, paket boyutlarının ve yüksekliğin sürekli azaltılması.
• Entegrasyon Yoğunluğunun Artırılması:Devre kartı alanından tasarruf etmek ve montajı basitleştirmek için birden fazla işlevi (örneğin iki renk) tek bir pakette birleştirmek.
• Malzeme Verimliliği:InGaN ve AlInGaP malzemelerinin epitaksiyel büyümesindeki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek iç kuantum verimliliği sağlayarak daha düşük akımlarda daha fazla parlaklık veya aynı ışık çıkışında daha düşük güç tüketimi elde edilmesine olanak tanımaktadır.
• İleri Paketleme:Paketleme malzemeleri ve işlemlerindeki iyileştirmeler, termal performansı artırarak daha küçük paketlerde daha yüksek sürücü akımlarının kullanılmasına ve zorlu çevre koşullarında güvenilirliğin artırılmasına olanak sağlamaktadır.
• Otomasyon Uyumluluğu:Üretime Yönelik Tasarım (DFM) ilkeleri, bileşenlerin standart şerit makara paketleme gibi özelliklerle yüksek hızlı, hassas otomasyon montaj hatlarına tam uyum sağlamasını garanti eder.