LTST-C195TBTGKT Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Boyut 1.6x0.8x0.55mm - Mavi 3.8V / Yeşil 2.4V - 76mW - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

LTST-C195TBTGKT, modern, alanı kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış, çift renkli, yüzey montajlı (SMD) bir ışık yayan diyottur (LED). Tek bir ultra kompak paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: mavi ışık için bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çipi ve yeşil ışık için bir InGaN çipi. Bu konfigürasyon, tek bir bileşenden iki ana rengin üretilmesini sağlayarak, minimum alan kaplamasıyla durum göstergesi, arka aydınlatma ve dekoratif aydınlatma imkanı sunar.

Bu ürünün temel avantajları arasında, ultra ince ekranlar, mobil cihazlar ve giyilebilir teknoloji gibi uygulamalar için kritik öneme sahip olan, yalnızca 0.55mm'lik son derece ince profili yer alır. Yeşil bir ürün olarak üretilmiştir ve ROHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) uyumluluk standartlarını karşılayarak, kurşun, cıva ve kadmiyum gibi maddelerden arındırılmış olduğunu garanti eder. Cihaz, 7 inç çapındaki makaralara sarılmış 8mm'lik bant üzerinde paketlenmiştir; bu da seri üretimde kullanılan yüksek hızlı, otomatik al-yerleştir montaj ekipmanlarıyla tam uyumluluğunu sağlar. Tasarımı aynı zamanda, yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarının standardı olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle de uyumludur.

1.1 Pin Ataması ve Lens

Cihaz, ışığı dağıtmayan veya renklendirmeyen, saf çip renginin (mavi veya yeşil) yayılmasına izin veren su berraklığında bir lense sahiptir. Pin ataması, doğru devre tasarımı için çok önemlidir. LTST-C195TBTGKT için mavi LED çipi pin 1 ve 3'e bağlıyken, yeşil LED çipi pin 2 ve 4'e bağlıdır. Bu bağımsız anot/katot konfigürasyonu, her rengin sürücü devresi tarafından ayrı ayrı kontrol edilmesini sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya altında çalışma garantisi verilmez. Hem mavi hem de yeşil çipler için:

• Güç Dağılımı (Pd): 76 mW. Bu, ısı olarak izin verilen maksimum güç kaybıdır. Bunun aşılması aşırı ısınmaya ve hızlanmış bozulmaya yol açabilir.
• Tepe İleri Akımı (I_FP): 100 mA. Bu, yalnızca %10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğine sahip darbe koşullarında izin verilir. Kısa, yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanılır.
• DC İleri Akım (I_F): 20 mA. Bu, normal çalışma için önerilen sürekli ileri akımdır; parlaklık ve ömür arasında denge sağlar.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr): -20°C ila +80°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışması garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg): -30°C ila +100°C.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu: 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır, bu da tipik kurşunsuz (Pb-free) reflow profilleriyle uyumludur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, ortam sıcaklığında (T_a) 25°C sıcaklıkta ve ileri yön akımı (I_F) 20 mA, aksi belirtilmedikçe.

• Işık Şiddeti (I_V): Algılanan ışık gücünün bir ölçüsü. Mavi için: Minimum 28.0 mcd, Tipik değer belirtilmemiş, Maksimum 180 mcd. Yeşil için: Minimum 45.0 mcd, Tipik değer belirtilmemiş, Maksimum 280 mcd. Yeşil çip, insan gözü hassasiyeti açısından doğası gereği daha verimlidir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 130 derece (her iki renk için tipik). Bu geniş görüş açısı, odaklanmış bir ışın demetinden ziyade geniş alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için uygun, Lambert-benzeri bir yayılım örüntüsüne işaret eder.
• Tepe Yayılım Dalgaboyu (λ_P): Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalgaboyu. Mavi: 468 nm (tipik). Yeşil: 525 nm (tipik).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): CIE kromatik diyagramında algılanan rengi tanımlayan tek dalga boyu. Mavi: 470 nm (tipik). Yeşil: 530 nm (tipik). Bu değer, tepe dalga boyundan ziyade renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): Yayılan spektrumun maksimum yoğunluğunun yarısındaki bant genişliği. Mavi: 25 nm (tipik). Yeşil: 17 nm (tipik). Daha dar bir yarı genişlik, spektral olarak daha saf bir rengi gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): LED'in belirtilen akımda çalışırken üzerindeki gerilim düşümü. Mavi: Tipik 3.30V, Maksimum 3.80V. Yeşil: Tipik 2.00V, Maksimum 2.40V. Bu fark, yarı iletken malzemelerin farklı bant aralığı enerjilerinden kaynaklanır. Sürücü tasarımı için kritiktir, özellikle her iki rengi aynı gerilim hattından beslerken.
• Ters Yönlü Akım (I_R): Ters Gerilim (V_R) 5V iken maksimum 10 μA. LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca sızıntı karakterizasyonu içindir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ışık şiddetine göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamalarına uygun bir parlaklık derecesi seçmelerini sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Binning

Sınıf kodu, minimum/maksimum şiddet aralığını tanımlayan tek bir harftir. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

Mavi Chip için (20mA'de mcd olarak ölçülmüştür):

• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 – 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 – 180.0 mcd

Yeşil Çip için (mcd @ 20mA cinsinden ölçülür):

• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 – 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 – 180.0 mcd
• Bin S: 180.0 – 280.0 mcd

Belirli bir üretim partisi için özel bin, ambalaj üzerinde veya sipariş dokümantasyonunda belirtilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın standart olmayan koşullardaki davranışını anlamak için temel olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Spesifik grafikler metinde yer almasa da, bunların çıkarımları standarttır.

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: İleri yön gerilimi ile akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Dirsek gerilimi, tipik V_F değerleri civarındadır. Bu eğri, akım sınırlama devrelerinin tasarımı için hayati önem taşır.
• Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı: Belirli bir noktaya kadar şiddetin akımla yaklaşık olarak doğrusal arttığını, ardından ısınma ve diğer etkiler nedeniyle verimin düştüğünü gösterir. Önerilen 20mA'de çalıştırmak, optimum verim ve ömür sağlar.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı: Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azaldığı termal söndürmeyi gösterir. Bu, yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için kritik bir husustur.
• Spektral Dağılım: Göreceli yoğunluğu dalga boyuna karşı çizer, tepe ve baskın dalga boylarını ile spektral yarı genişliği gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA standart paket şekline uygundur. Ana boyutlar (belirtilmediği sürece tümü mm cinsinden, tolerans ±0.10mm) toplam uzunluk (1.6mm), genişlik (0.8mm) ve kritik yükseklik olan 0.55mm'yi içerir. Detaylı boyut çizimleri, pad konumlarını, lens şeklini ve işaretleme yönünü gösterir.

5.2 Önerilen Lehimleme Pad Düzeni

PCB için önerilen bir bağlantı yüzeyi deseni (footprint), yeniden akış sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak üzere sağlanmıştır. Bu desene uyulması, mezar taşı etkisini (bileşenin dik durması) önler ve uygun hizalama ile termal rahatlamayı sağlar.

5.3 Bant ve Makara Paketleme

LED'ler, koruyucu kapak bandı ile kabartmalı taşıyıcı bant içinde, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Bu, otomatik montaj için standarttır.

• Cep aralığı: 8mm.
• Makara başına miktar: 4000 adet.
• Artık mal için minimum sipariş miktarı: 500 adet.
• Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 IR Yeniden Akış Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemi için önerilen bir sıcaklık profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön ısıtma: 150-200°C.
• Ön Isıtma Süresi: Üniform ısınma ve akı aktivasyonu için izin verilen maksimum süre 120 saniyedir.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerindeki Süre: Maksimum 10 saniye (ve maksimum iki yeniden akış döngüsü).

Profil, bileşen güvenilirliğini sağlamak için JEDEC standartlarına dayanmaktadır. Kesin profil, kullanılan belirli PCB tasarımı, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmelidir.

6.2 El ile Lehimleme

Manuel onarım gerekliyse:

• Lehim Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Limit: Termal hasarı önlemek için elle lehimlemede yalnızca bir kez uygulanır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekiyorsa, plastik pakete zarar vermemek için yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Önerilen maddeler etil alkol veya izopropil alkoldür (IPA). LED, normal sıcaklıkta bir dakikadan daha kısa süre daldırılmalıdır.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED'ler statik elektriğe ve voltaj dalgalanmalarına karşı hassastır. Kullanım önlemleri zorunludur:

• Topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven kullanın.
• Tüm ekipmanların, çalışma istasyonlarının ve araçların uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.

7. Depolama ve Taşıma

• Kapalı Paket (Nem Bariyerli Torba): ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın. Orijinal torba içinde desikant ile saklandığında raf ömrü bir yıldır.
• Paket Açıldı: Depolama ortamı 30°C / %60 RH'yi geçmemelidir. Mühürlü torbadan çıkarılan bileşenler bir hafta içinde reflow lehimlenmelidir.
• Uzatılmış Depolama (Torba Dışında): Desikatörlü kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
• Fırınlama: Bileşenler ortam koşullarına bir haftadan fazla maruz kaldıysa, emilen nemi gidermek ve yeniden akış sırasında "patlamayı" önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri: Çift renk özelliği, birden fazla durumu göstermeye olanak tanır (örneğin, mavi renk "açık/aktif", yeşil renk "beklemede/tamamlandı" ve her ikisi de açıkken üçüncü bir durum için).
• Tuş Takımı ve Simgeler için Arka Aydınlatma: Cep telefonları, uzaktan kumandalar ve tüketici elektroniği gibi alanın son derece kısıtlı olduğu yerlerde.
• Dekoratif Aydınlatma: İnce profilin çok önemli olduğu giyilebilir cihazlarda.
• Panel Göstergeleri: Endüstriyel kontrol ekipmanlarında, ağ donanımında ve araç iç mekanlarında.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürme: Her zaman bir seri akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanın. Farklı ileri voltajları nedeniyle her renk için direnç değerini ayrı ayrı hesaplayın (örneğin, R_limit = (V_supply - V_F) / I_F).
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akımda çalışırken, jonksiyon sıcaklığını sınırlar içinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.
• PCB Yerleşimi: Mekanik kararlılığı ve uygun lehim dolgu oluşumunu sağlamak için önerilen lehimleme pedi boyutlarını takip edin.
• Ters Gerilim Koruması: Cihaz ters öngerilim için tasarlanmamıştır, devre tasarımının, 5V test koşulunu aşabilecek ve anında arızaya neden olabilecek ters gerilim uygulamasını engellediğinden emin olun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C195TBTGKT'nin genel tek renkli veya daha kalın çift renkli LED'lere kıyasla temel farklılaştırıcı faktörleri şunlardır:

• Ultra İnce Profil (0.55mm): Dikey alanın çok değerli olduğu yeni nesil ince cihazlarda tasarım imkanı sağlar.
• Çift InGaN Çipi: Verimli, modern yarı iletken malzemelerden mavi ve yeşil renk sağlar; iyi parlaklık ve renk saflığı sunar.
• Tam SMT Uyumluluğu: Otomatik yerleştirme ve standart kurşunsuz reflow profilleri ile uyumluluk için tasarlanmıştır, montaj maliyetini ve karmaşıklığını azaltır.
• Standartlaştırılmış Sınıflandırma: Öngörülebilir ışık performansı sağlar, üretim serileri boyunca tutarlı görsel çıktı için tasarımda yardımcı olur.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q1: Mavi ve yeşil LED'leri aynı güç kaynağından aynı anda sürebilir miyim?
A: Evet, ancak ileri voltajları önemli ölçüde farklı olduğu için (3.3V'a karşı 2.0V) ayrı akım sınırlama yollarıyla (örneğin, iki direnç) bağımsız olarak sürülmelidirler. Doğrudan paralel bağlamak, daha düşük V_F.

Q2: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?
A: Tepe dalga boyu (λ_P) en yüksek spektral emisyonun fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d) CIE renk tablosundan hesaplanan, algılanan rengi temsil eden bir değerdir. λ_d tasarımda renk belirleme için daha uygundur.

Q3: Açılmış paketlerin saklama koşulları neden kapalı olanlara göre daha sıkıdır?
C: Plastik LED paketi havadaki nemi emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç basınç oluşturabilir ve paketin çatlamasına neden olabilir ("popcorning" veya "delamination"). Nem alıcılı kapalı torba nem emilimini önler.

Q4: Bu LED'i otomotiv dış aydınlatması için kullanabilir miyim?
C: Veri sayfası, LED'in "sıradan elektronik ekipmanlar" için olduğunu belirtir. Otomotiv dış aydınlatması (aşırı sıcaklık, titreşim ve neme maruz kalan) gibi olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için, otomotiv sınıfı standartlara (örn. AEC-Q102) göre tasarlanmış ve test edilmiş nitelikli ürünler konusunda üretici ile istişare gereklidir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Taşınabilir Bir Bluetooth Hoparlör için Çift Durum Göstergesi Tasarımı
Hoparlör, güç (mavi) ve Bluetooth eşleştirme durumunu (ararken yanıp sönen yeşil, bağlandığında sabit yeşil) göstermek için tek, küçük bir gösterge gerektirir. 0.55mm yüksekliği ile ince bir plastik difüzörün arkasına sığdığı için LTST-C195TBTGKT idealdir. Mikrodenetleyici (MCU), açık drenaj çıkışları olarak yapılandırılmış iki GPIO pinine sahiptir. Her pin, bir akım sınırlama direnci üzerinden bir LED renginin anoduna bağlanır. Katotlar toprağa bağlanır. Direnç değerleri, MCU'nun 3.3V beslemesine göre hesaplanır: R_Mavi = (3.3V - 3.3V) / 0.02A ≈ 0Ω (güvenlik için 10Ω gibi küçük bir direnç kullanın). R_Yeşil = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω (standart 68Ω direnç kullanın). MCU ürün yazılımı, gerekli aydınlatma dizilerini oluşturmak için pinleri kontrol eder.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. p-n eklemine ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemedeki elektronlar p-tipi malzemedeki oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı enerji açığa çıkarır. Dolaylı bant aralıklı yarı iletkenlerde bu enerji öncelikle ısı olarak salınır. Bu cihazda kullanılan InGaN gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde ise enerji, fotonlar (ışık) olarak salınır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), λ = hc/E denklemine göre yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi (E_g) tarafından belirlenir._g, burada h Planck sabiti, c ise ışık hızıdır. InGaN malzeme sistemi, mavi, yeşil ve morötesi spektrum boyunca ışık üretmek için bant aralığı mühendisliğine olanak tanır. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsülleyerek mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

LTST-C195TBTGKT gibi LED'lerin gelişimi, birkaç önemli endüstri trendini takip eder:

• Küçültme: Daha yüksek yoğunluklu elektronikler ve esnek, rulo şeklinde katlanabilir ekranlar gibi yeni form faktörlerini mümkün kılmak için daha küçük paket boyutlarına doğru sürekli yönelim (örneğin, 01005, mikro LED'ler).
• Artan Verimlilik: Dahili kuantum verimliliği (IQE) ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, aynı veya daha düşük sürüş akımında daha yüksek ışık şiddeti (mcd) sağlayarak taşınabilir cihazlarda pil ömrünü iyileştiriyor.
• Gelişmiş Paketleme: LED'ler için paket üstü paket (PoP) ve çip ölçeğinde paketleme (CSP) geliştirilmesi, kalınlığı daha da azaltmak ve termal performansı iyileştirmek için.
• Renk Karıştırma ve Akıllı Aydınlatma: Tek bir paket içinde birden fazla renk çipinin (RGB, RGBW) veya fosfor dönüştürmeli beyaz LED'lerin entegre kontrol IC'leri ile birleştirilmesi; gelişmiş insan-makine arayüzleri ve ortam aydınlatması için ayarlanabilir beyaz ışık ve dinamik renk efektleri sağlar.
• Güvenilirlik ve Standardizasyon: Otomotiv ve endüstriyel ortamlar dahil olmak üzere zorlu uygulamalarda güvenilirliği sağlamak için nem hassasiyeti, termal döngü ve ESD için geliştirilmiş test standartları (JEDEC gibi).