LTST-C195KGJSKT Çift Renkli Yüzeye Monte LED Veri Sayfası - Paket Boyutu 3.2x2.8x1.9mm - Voltaj 2.0-2.4V - Güç 75mW - Yeşil ve Sarı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'i olan LTST-C195KGJSKT modelinin tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, otomatik montaj süreçleri için tasarlanmış kompakt bir paket içinde iki bağımsız ışık yayan çipi entegre eder. Alanın kısıtlı olduğu, güvenilir ve yüksek görünürlüklü durum göstergesi veya arka aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED'in temel avantajları tasarımı ve malzeme teknolojisinden kaynaklanmaktadır. Her iki çip de ultra yüksek parlaklığa sahip AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfit) yarı iletken malzeme kullanılarak üretilmiştir ve bu da yüksek ışık yayma verimliliği ile üstün renk saflığı sağlamaktadır. İki ayrı tek renkli LED kullanımıyla karşılaştırıldığında, tek pakette çift renk tasarımı değerli PCB alanından tasarruf sağlar. Kızılötesi reflow lehimleme işlemiyle uyumluluğu, modern, yüksek hacimli üretim hatlarına adapte olabilmesini ve devre kartıyla güvenilir ve tutarlı bir bağlantı sağlamasını mümkün kılar.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, geniş bir elektronik cihaz yelpazesinde kullanıma uygundur. Mini boyutu ve yüksek güvenilirliği, onu taşınabilir ve kompakt cihazlar için ideal bir seçim haline getirir. Başlıca uygulama alanları şunlardır:

• İletişim Cihazları:Router, modem ve cep telefonlarındaki durum göstergeleri.
• Bilgisayar çevre birimleri:Dizüstü bilgisayarlar, notebook'lar ve harici sürücülerdeki klavye arka ışığı ve durum ışıkları.
• Tüketici elektroniği:Ev aletleri, ses ve video ekipmanları ile oyun cihazlarındaki gösterge ışıkları.
• Endüstriyel Kontrol:Makine ve kontrol sistemlerindeki panel göstergeleri.
• Mikro Görüntüleme ve İşaretleme:Sembol veya küçük bilgi ekranları için düşük parlaklıklı aydınlatma.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Tarafsız Bir Analiz

LED'in performansı, standart koşullar altında (Ta=25°C) ölçülen bir dizi elektriksel, optik ve termal parametre ile tanımlanır. Bu parametreleri anlamak, doğru devre tasarımı ve uygulama için çok önemlidir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar ve normal çalışma koşulları için geçerli değildir.

• Güç Tüketimi (Pd):Çip başına 75 mW. Bu değerin aşılması aşırı ısınmaya ve performans düşüşünün hızlanmasına neden olabilir.
• Doğru Akım İleri Akımı (IF):Sürekli 30 mA. Standart test ve çalışma koşulu 20 mA'dır.
• Tepe ileri akım:80 mA, yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği) kısa süreli aşırı akımlara karşı izin verilir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Daha yüksek ters gerilim uygulanması, eklem delinmesine yol açabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:Sırasıyla -30°C ila +85°C ve -40°C ila +85°C aralıkları, cihazın işlevselliği ve çalışmayan depolama için çevresel sınırları tanımlar.
• Lehimleme sıcaklığı:10 saniye boyunca 260°C'ye dayanabilir, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme eğrisiyle uyumludur.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bunlar normal çalışma koşullarında (IF=20mA) tipik performans değerleridir.

• Işık şiddeti (Iv):Parlaklığı ölçmenin temel göstergesi. Yeşil çip için tipik değer 35.0 mcd (milikandela), minimum değer 18.0 mcd'dir. Sarı çip daha parlaktır, tipik değeri 75.0 mcd, minimum değeri 28.0 mcd'dir. Bu fark, yarı iletken malzeme özelliklerinden ve insan gözünün hassasiyet farklılıklarından kaynaklanmaktadır.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):Tipik değer 2.0 V, 20mA'de maksimum 2.4 V'dur. Bu parametre, LED ile seri bağlı akım sınırlama direncinin tasarımı için çok önemlidir. Daha yüksek bir VF, aynı akım için daha düşük bir direnç değeri gerektirir, bu da direncin güç tüketimini etkiler.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece. Bu geniş görüş açısı, LED'in geniş bir koni açısı içinde ışık yaydığını gösterir; bu da onu, göstergenin yalnızca önden değil, birden fazla açıdan görülebilmesinin gerekli olduğu uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Dalga Boyu (λP) ile Baskın Dalga Boyu (λd):Yeşil çip için tipik tepe dalga boyu 574 nm, baskın dalga boyu ise 571 nm'dir. Sarı çip için tepe dalga boyu 591 nm, baskın dalga boyu ise 589 nm'dir. Baskın dalga boyu, insan gözünün algıladığı ve renk sınıflandırmasında kullanılan tek renkli dalga boyudur.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Her iki renk için de değer 15.0 nm'dir. Bu, renk saflığını tanımlar; dar bir genişlik, rengin daha doygun ve saf olduğu anlamına gelir.
• Ters akım (IR):5V ters öngerilim altında maksimum 10 μA, kapalı durumda sızıntı akımının çok düşük olduğunu göstermektedir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler ölçülen parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli estetik veya işlevsel gereksinimleri karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti (Parlaklık) Sınıflandırması

LED'ler, minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerini tanımlayan sınıflara ayrılır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

• Yeşil çip sınıfı:M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
• Sarı çip aralığı:N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd).

Daha yüksek bir kod seçmek (örneğin Q veya R), LED'in daha parlak olmasını sağlar; bu, ortam ışığının güçlü olduğu veya izleme mesafesinin uzak olduğu durumlarda gerekli olabilir.

3.2 Renk Tonu (Ana Dalga Boyu) Sınıflandırması

Yeşil çipler için, renk tutarlılığı ana dalga boyu sınıflandırması ile yönetilir; her sınıfın toleransı +/-1 nm'dir.

• Yeşil çip renk tonu sınıfları:C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

Bu, bir montajdaki tüm yeşil LED'lerin aynı yeşil tonu sergilemesini sağlar. Ürün spesifikasyonu veya belirli sipariş, gerekli performans kombinasyonu sınıf kodunu (örneğin, yoğunluk sınıfı + renk tonu sınıfı) belirtmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, LED'in farklı koşullar altındaki davranışına dair daha derin bir içgörü sağlar, bu da sağlam bir tasarım için çok önemlidir.

4.1 Akım-Gerilim (I-V) Karakteristiği

I-V eğrisi, standart bir diyota benzer şekilde doğrusal değildir. İleri yön gerilimi, akımla logaritmik olarak artar. Önerilen 20mA değerinin çok üzerinde çalışmak, VF ve güç tüketiminin (Pd = IF * VF) orantısız bir şekilde artmasına, dolayısıyla aşırı ısı oluşumuna yol açacaktır. Tasarımcılar, IF'yi güvenli sınırlar içinde tutmak için akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanmalıdır.

4.2 Işık Şiddeti ile İleri Yön Akımı Arasındaki İlişki

Normal çalışma aralığında, ışık şiddeti kabaca ileri yönlü akımla orantılıdır. Ancak, aşırı yüksek akımlarda, ısı artışı nedeniyle verim düşebilir. Akımı düşürmek (örneğin, 20mA yerine 15mA'de çalıştırmak), algılanan parlaklıkta yalnızca hafif bir azalma ile uzun vadeli güvenilirliği ve ışık akısı koruma oranını önemli ölçüde artırabilir.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Kavşak sıcaklığı (Tj) yükseldikçe:

• Işık şiddeti azalır:Çalışma sıcaklığı aralığında, çıkış %10-20 oranında düşebilir.
• İleri yönlü voltaj düşüşü:VF negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (tipik değer -2 mV/°C). Basit bir direnç sürücü devresinde, bu LED ısındığında akımda hafif bir artışa yol açabilir ve termal yönetim dikkate alınması gerekebilir.
• Dalga boyu kayması:Ana dalga boyu, sıcaklık arttıkça hafifçe kayabilir (genellikle daha uzun dalga boylarına doğru), bu da ince renk değişikliklerine neden olabilir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu LED, EIA standart paket şekline uygundur. Ana boyutlar yaklaşık olarak 3.2 mm uzunluk, 2.8 mm genişlik ve 1.9 mm yükseklik olup tolerans ±0.1 mm'dir. Paket, su berraklığında bir lens kullanır, yayılan ışığın rengini değiştirmez ve çipin saf renginin (yeşil veya sarı) görünmesini sağlar.

5.2 Pin Ataması ve Polarite Tanımlama

Bu cihazın dört bacağı vardır. LTST-C195KGJSKT modeli için:

• Pin 1 ve 3,yeşil,AlInGaP çipinin anodu ve katodudur.
• Pin 2 ve 4SarıAlInGaP çipinin anodu ve katodudur.

Polarite, fiziksel paket işaretiyle (genellikle pin 1 yakınında bir nokta veya pah) belirtilir. Polaritenin doğru olduğundan emin olunmalıdır; ters öngerilim uygulamak LED'e zarar verebilir.

5.3 Önerilen PCB Lehim Pedi Yerleşimi

Doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen lehim pedi geometrisi (paket boyutu) sağlanmıştır. Ped tasarımı paket boyutuna uyum sağlar ve yeniden akış lehimleme sırasında iyi bir lehim filleti oluşumuna izin verir. Bu öneriye uymak, tombstoning (tek uç kalkması) olayını önlemeye ve güvenilir elektriksel bağlantı sağlamaya yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Kızılötesi Reflow Lehimleme Parametreleri

Bu LED, kurşunsuz (Pb-free) kaynak işlemleriyle uyumludur. Genellikle J-STD-020 gibi JEDEC standartlarını takip eden önerilen bir reflow kaynak eğrisi sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma:150-200°C, maksimum 120 saniye, devre kartını ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak, flux'u aktifleştirmek ve termal şoku önlemek için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (TAL):Lehimin erimiş halde kaldığı süre, lehim bağlantısı oluşumu için kritik öneme sahiptir. Eğri, tepe sıcaklığında en fazla 10 saniye olacak şekilde önerilir.
• Sınırlamalar:LED, iki defadan fazla yeniden akış lehimleme döngüsüne maruz bırakılmamalıdır.

Önemli Not:Gerçek eğri, spesifik PCB tasarımı, lehim macunu ve kullanılan fırına göre karakterize edilmelidir.

6.2 Havya ile El Lehimleme

El lehimleme gerekiyorsa, özel dikkat gösterilmelidir:

• Lehim İstasyonu Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme süresi:Her lehim noktası için en fazla 3 saniye.
• Sınırlamalar:Plastik paketleme ve iç bağlantı tellerine ısı hasarı vermemek için yalnızca bir kaynak döngüsüne izin verilir.

6.3 Depolama ve Çalıştırma Koşulları

• ESD Duyarlılığı:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. ESD korumalı alan içinde, topraklama bilekliği ve iletken paspas kullanılarak işlem yapılmalıdır.
• Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL):Bu bileşen MSL 3 seviyesindedir. Bu şu anlama gelir:
  • 一旦打开原装防潮袋，元件必须在168小时（1周）内，在工厂车间条件下（<30°C/60% RH）完成焊接。
  • Daha uzun süre maruz kalınırsa, lehimleme öncesinde emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" olayını (reflow sırasında paket çatlaması) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.
• Uzun Süreli Depolama:Açılmamış torbalar 30°C'nin altında ve %90 RH'de saklanmalıdır. Açılmış parçalar, tercihen desikatörlü hava geçirmez bir kapta, kuru bir ortamda saklanmalıdır.

6.4 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Oda sıcaklığındaki izopropil alkol (IPA) veya etanolün bir dakikadan kısa süreyle kullanılması önerilir. Aşındırıcı veya belirtilmemiş kimyasalların kullanımı, plastik lensi veya kapsülleme malzemesini renk değişikliğine veya çatlamaya neden olarak hasar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şeritleme ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik yüzey montajı için uygun olacak şekilde, 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılı, endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı bant formunda sunulmaktadır. Önemli detaylar:

• Cep aralığı:Taşıma bandı üzerindeki bileşen cepleri arasındaki mesafe.
• Makara kapasitesi:Her tam makara 4000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktar 500 adet.
• Kalite:Taşıyıcı bant, kapak bandı ile kapatılmıştır. Besleme güvenilirliğini sağlamak için izin verilen maksimum ardışık eksik parça sayısı ikidir.

Paketleme, ANSI/EIA-481 standardına uygundur.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devresi

En yaygın sürme yöntemi basit bir seri dirençtir. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme voltajı, VF LED ileri voltajıdır (en kötü durum akım hesaplaması için maksimum değer kullanılır), IF istenen ileri akımdır (örneğin 20mA). Direncin anma gücü en az IF² * R olmalıdır. Bir mikrodenetleyici GPIO sürücüsü için, GPIO'nun gerekli akımı (IF artı herhangi bir direnç akımı) çekebildiğinden/sağlayabildiğinden emin olun. İki rengi bağımsız olarak sürmek için iki bağımsız akım sınırlama devresi kullanın.

8.2 Güvenilirlik Tasarımı Hususları

• Isıl Yönetim:Düşük güç tüketimine rağmen, LED pedinin etrafında yeterli PCB bakır alanı bulunması, ısının bağlantı bölgesinden uzaklaştırılmasına yardımcı olarak parlaklık ve kullanım ömrünün korunmasını sağlar.
• Akım Düşürme:Yüksek güvenilirlik gerektiren veya daha yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için, LED'i maksimum değerin altında bir akımla (örneğin 15-18 mA) sürmeyi düşünün.
• Ters Gerilim Koruması:LED'in ters öngerilime maruz kalabileceği devrelerde (örneğin, AC bağlaşım veya endüktif yük senaryolarında), koruma diyotunun paralel bağlanması (katot anota karşı) önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C195KGJSKT, kendi kategorisinde belirli avantajlar sunar:

• Tek pakette çift renk:İki ayrı 0603 veya 0805 boyutunda tek renkli LED yerleştirmekle karşılaştırıldığında, bu 4 bacaklı paket alandan tasarruf sağlar ve montaj süresini/maliyetini azaltır.
• Malzeme teknolojisi:Hem yeşil hem de sarı, daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlayan, geleneksel GaP gibi bazı eski teknolojilere kıyasla AlInGaP kullanır.
• Geniş Görüş Açısı:130 derecelik görüş açısı, birçok "üstten görünümlü" LED'den daha geniştir ve panel göstergeleri için çok önemli olan daha iyi eksen dışı görünürlük sağlar.
• Standart Paketleme:EIA ve ANSI/EIA-481 standartlarına uygun olup, farklı üreticilerden gelen otomatik montaj ekipmanları ile uyumluluğu sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q1: Yeşil ve sarı çipleri aynı anda 20mA ile sürebilir miyim?
A1: Evet, ancak toplam güç tüketimi dikkate alınmalıdır. Her çipin maksimum güç tüketimi 75mW'dır. Her ikisi de 20mA ile sürekli yanıyorsa ve VF tipik değerde (2.0V) ise, her biri 40mW (P=IV) tüketir, toplamda 80mW eder. Bu, uygun şekilde monte edilirse paketin toplam termal kapasitesi dahilindedir. Ancak, gerçek VF'yi kontrol etmeli ve PCB'nin yeterli ısı dağıtımına sahip olduğundan emin olmalısınız.

Q2: Neden yeşil ve sarı renklerin tipik ışık şiddetleri farklıdır?
A2: Bunun temel nedeni, insan gözünün fotopik görme tepki eğrisidir (CIE eğrisi). Bu eğri, sarı-yeşil bölgede (yaklaşık 555 nm) zirve yapar. Sarı çipin dalga boyu (589 nm), yeşil çipin dalga boyundan (571 nm) bu zirve hassasiyetine daha yakındır. Bu nedenle, sarı çipten gelen aynı radyasyon gücü (ışık enerjisi), insan gözü tarafından daha yüksek lümen veya kandela değeri olarak algılanır.

Q3: "Su berraklığı" lensi renkler için ne anlama gelir?
A3: Su berraklığındaki (difüze olmayan, renksiz) lens, yarı iletken çipin doğal renginin değişmeden geçmesine izin verir. Işığı daha geniş ve yumuşak bir görünüm için saçan, ancak tepe yoğunluğunu azaltan difüzör lenslerle karşılaştırıldığında, bu daha doygun ve muhtemelen daha dar bir ışın hüzmesi üretir.

Q4: Sipariş verirken bin kodları nasıl yorumlanır?
A4: Genellikle parça numarasını (LTST-C195KGJSKT) ve her renk için gerekli ışık şiddeti ile renk tonu sınıflandırma kodlarını (örneğin, yeşil: P/D, sarı: Q) belirtmeniz gerekir. Mevcut sınıflandırma kombinasyonları için üretici veya distribütöre danışın.

11. Pratik Uygulama Örnekleri

Senaryo: Ağ cihazları için çift durum göstergesi.
Yönlendirici tasarımı, "güç açık/sistem normal" (sabit yeşil) ve "veri etkinliği" (yanıp sönen sarı) olmak üzere iki durumu göstermek için bir gösterge ışığı gerektirir. Bu tasarım LTST-C195KGJSKT kullanılarak basitleştirilmiştir.

• Devre:Sistem mikrodenetleyicisinin iki GPIO pini kullanılır. Her pin, bir LED renginin anoduna bir akım sınırlama direnci üzerinden bağlanır (örneğin, (3.3V - 2.4V)/0.02A = 45Ω, 47Ω standart değer kullanılır). Katotlar toprağa bağlanır.
• Yazılım:Firmware, sürekli yanma durumu için yeşil GPIO'yu yüksek seviyede sürer. Veri aktivitesi için, sarı GPIO'yu uygun bir yanıp sönme frekansında (örneğin 2 Hz) değiştirir.
• Avantajlar:İki ayrı LED'e kıyasla bir PCB alanından tasarruf sağlar. Panel üzerinde tek bir noktadan net, belirgin renk durumları sunar. Geniş görüş açısı, ofis veya ev ortamlarında her yönden net görünürlüğü garanti eder.

12. Çalışma Prensibi Özeti

Işık yayan diyot (LED), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar ile p-tipi malzemeden gelen boşluklar aktif bölgede yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık parçacığı) formunda salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfit), bileşen oranları ayarlanarak bant aralığı ayarlanabilen ve böylece kırmızı, turuncu, kehribar, sarı ve yeşil spektral bölgelerde yüksek verimli ışık üretebilen bir bileşik yarı iletkendir. Bu iki renkli LED'de, iki bağımsız yarı iletken çip (biri yeşil, biri sarı, her biri biraz farklı bant aralığına sahip) bağımsız elektriksel bağlantıları olan bir epoksi paket içine yerleştirilmiştir.

13. Teknoloji Trendleri

SMD gösterge LED'lerinin genel eğilimi, daha yüksek verimlilik, daha küçük paket boyutları ve daha yüksek entegrasyona doğru ilerlemeye devam etmektedir. AlInGaP, kehribar ve yeşil aralığında hâlâ baskın olsa da, InGaN (indiyum galyum nitrür) teknolojisi mavi, beyaz ve gerçek yeşil LED'lerde daha yaygındır. Gelecekteki gelişmeler şunları içerebilir:

• Daha fazla miniaturizasyon:Süper kompakt cihazlar için 2.0x1.0mm'den küçük paket boyutu.
• Entegre Bileşen:Devre tasarımını basitleştirmek için akım sınırlama direnci, koruma diyotu ve hatta sürücü IC'sini aynı paket içinde entegre eden LED.
• Geliştirilmiş Optik Kontrol:Entegre lens veya reflektörlü paketleme, harici optik bileşenlere gerek kalmadan belirli ışın modlarını gerçekleştirir.
• Geliştirilmiş Termal Performans:Isıyı yarı iletken bağlantı noktasından PCB'ye daha etkili bir şekilde ileten paketleme tasarımı, daha yüksek sürücü akımına veya standart akımda daha uzun kullanım ömrüne olanak tanır.

Bu eğilimler, genişleyen elektronik ürün yelpazesini karşılamak için tasarımcılara daha çok yönlü, daha güvenilir ve daha az yer kaplayan aydınlatma çözümleri sunmayı amaçlamaktadır.