LTST-S225KFKGKT-5A Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Paket Boyutları - Turuncu/Yeşil - 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S225KFKGKT-5A, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için optimize edilmiş minyatür bileşenler ailesine aittir. Bu özel model, kompakt bir alan içinde iki farklı LED çipini tek bir pakette entegre ederek çift renk işlevselliği sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu bileşenin birincil avantajı, küçültme ve çok renkli yeteneğini birleştirmesidir. Hem turuncu hem de yeşil ışık yayıcıları için ultra parlak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilmiştir; bu teknoloji, standart GaP gibi eski teknolojilere kıyasla tipik olarak daha yüksek verimlilik ve daha iyi performans kararlılığı sunar. Paket, ışığı dağıtmayan su berraklığında bir lense sahiptir; bu da ışığın PCB yüzeyine paralel olarak yayılmasının amaçlandığı yandan bakış uygulamaları için uygun kılar. Bu tasarım, tuş takımı veya klavye arka aydınlatması, elde taşınır cihazlardaki durum göstergeleri ve ışığın yana doğru yönlendirilmesi gereken mikro ekranlar için idealdir. Cihaz, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine tam uyumludur ve yüksek hacimli elektronik üretiminde standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Hedef pazarları arasında telekomünikasyon ekipmanları (örneğin, cep ve telsiz telefonlar), dizüstü bilgisayarlar gibi taşınabilir bilgi işlem cihazları, ağ sistemi donanımları, çeşitli ev aletleri ve kapalı alan tabela uygulamaları bulunur.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu standart test koşullarına dayanarak, LTST-S225KFKGKT-5A için belirtilen temel performans parametrelerinin ayrıntılı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Güç Dağılımı (Pd):Renk çipi başına 50 mW. Bu, LED'e zarar vermeden elektrik gücünün ısı ve ışığa dönüştürülebileceği maksimum miktardır. Bu limitin aşılması, termal kaçak ve arıza riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):40 mA, yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında izin verilir. Bu, yanıp sönen göstergeler gibi kısa süreli yüksek parlaklık dönemlerine olanak tanır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):20 mA DC. Bu, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak ve belirtilen optik performansı korumak için sürekli, kararlı durum çalışması için önerilen maksimum akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihaz, bu sınırlar içinde güç uygulanmadan saklanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, normal çalışma koşullarında (I_F= 5mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):Bu, insan gözü tarafından algılanan LED parlaklığıdır. Turuncu çip için minimum 18.0 mcd (millikandela), tipik değer belirtilmemiş ve maksimum 45.0 mcd'dir. Yeşil çip için minimum 7.1 mcd ve maksimum 18.0 mcd'dir. Gerçek sağlanan şiddet belirli gruplara (Bölüm 4'e bakınız) düşer.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, LED'in geniş bir alana ışık yaydığını gösterir; bu, berrak lense sahip yandan görünümlü paketlerin karakteristiğidir. θ_1/2, şiddetin eksen üzerindeki değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):Optik çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyudur. Tipik değerler 611.0 nm (Turuncu) ve 573.0 nm (Yeşil)'dir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Algılanan rengi en iyi temsil eden tek dalga boyudur. Tipik değerler 605.0 nm (Turuncu) ve 571.0 nm (Yeşil)'dir. Bu değer, CIE renklilik diyagramından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yayılan ışığın bant genişliği olup, spektrumun yarı maksimum tam genişliği (FWHM) olarak ölçülür. Tipik değerler 17 nm (Turuncu) ve 15 nm (Yeşil)'dir; bu, nispeten saf, doygun renkleri gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):Belirtilen akım geçerken LED üzerindeki gerilim düşüşüdür. 5mA'de, V_Fher iki renk için minimum 1.7V ila maksimum 2.5V aralığındadır. Tasarımcılar, sürücü devrenin bu aralığı karşılayabildiğinden emin olmalıdır.
• Ters Akım (I_R):Ters gerilimde (V_R) 5V'de maksimum 10 μA. Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; LED ters öngerilimde çalışmak üzere tasarlanmamıştır.

3. Grup Sıralama Sistemi Açıklaması

Üretim varyasyonlarını yönetmek için LED'ler performans gruplarına ayrılır. LTST-S225KFKGKT-5A, Işık Şiddeti için bir gruplama sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Gruplaması

Her renk çipinin ışık şiddeti test edilir ve her grup içinde +/-%15 toleransla belirli gruplara ayrılır.

• Turuncu Çip Grupları:
  • Grup KoduM: Minimum 18.0 mcd, Maksimum 28.0 mcd.
  • Grup KoduN: Minimum 28.0 mcd, Maksimum 45.0 mcd.
• Yeşil Çip Grupları:
  • Grup KoduK: Minimum 7.1 mcd, Maksimum 11.2 mcd.
  • Grup KoduL: Minimum 11.2 mcd, Maksimum 18.0 mcd.

Bu gruplama, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip bileşenleri seçmelerine olanak tanır; bu, çoklu LED dizilerinde veya göstergelerde tekdüze bir görünüm elde etmek için kritik öneme sahiptir.

4. Mekanik ve Paket Bilgisi

4.1 Paket Boyutları ve Bacak Ataması

LED, bir EIA standart paket şekline uygundur. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.1 mm'dir. Paket, bir yandan bakış tipidir; yani ana ışık yayılımı montaj düzlemine paraleldir. Bacak ataması doğru çalışma için çok önemlidir: Bacak 1 ve 2 Yeşil LED çipine, Bacak 3 ve 4 ise Turuncu LED çipine atanmıştır. Tasarımcılar, PCB üzerindeki lehim pedlerinin kesin yerleşimi için veri sayfasındaki ayrıntılı boyutlandırılmış çizime başvurmalıdır.

4.2 Önerilen PCB Ped Tasarımı ve Polarite

Veri sayfası, PCB için önerilen bir lehim pedi desenini (lehim pedi geometrisi) içerir. Bu öneriyi takip etmek, güvenilir lehim bağlantıları, uygun hizalama ve reflow sürecinde etkili ısı dağılımı elde etmek için gereklidir. Ped tasarımı ayrıca lehimleme sırasında bileşenin kendi kendine hizalanmasına yardımcı olur. Katot bacağı tipik olarak LED paketinin kendisindeki bir işaretle (çentik veya nokta gibi) gösterilir; bu, PCB ipek baskısındaki karşılık gelen işaretle hizalanmalıdır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 IR Reflow Lehimleme Parametreleri

Bileşen, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme süreçleri için derecelendirilmiştir. Önerilen kızılötesi reflow koşulu, maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığıdır. JEDEC standartlarına uygun örnek bir sıcaklık profili genel bir hedef olarak sağlanmıştır. Ana aşamalar, kartı kademeli olarak ısıtmak ve lehim macunu flux'unu etkinleştirmek için bir ön ısıtma bölgesini (150-200°C, en fazla 120 saniye) ve ardından sıcaklığın tepe yaptığı reflow bölgesini içerir. Termal şok, tabakalanma veya LED'in iç yapısına zarar vermekten kaçınmak için lehim macunu üreticisinin özelliklerine ve JEDEC profil sınırlarına uymak kritik önem taşır. Cihaz, ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır.

5.2 El Lehimlemesi (Lehim Havyası)

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir. Önerilen maksimum havya ucu sıcaklığı 300°C'dir ve herhangi bir bacakla temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Bu, aşırı ısı stresini önlemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

5.3 Depolama ve Taşıma Koşulları

Uygun taşıma, güvenilirlik için hayati öneme sahiptir. LED'ler Elektrostatik Deşarj'a (ESD) karşı hassastır. Bilek bandı veya antistatik eldiven kullanılması ve tüm ekipmanın topraklanmış olduğundan emin olunması önerilir. Depolama için, açılmamış nem geçirmez torbalar (nem alıcı ile) ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklanmalı ve önerilen raf ömrü bir yıldır. Torba açıldıktan sonra, bileşenler Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 3 olarak derecelendirilir; bu, ≤30°C/%60 RH ortamına maruz kaldıktan sonra 168 saat (bir hafta) içinde reflow lehimlemeye tabi tutulmaları gerektiği anlamına gelir. Daha uzun süre maruz kalınırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" etkisini (reflow sırasında paket çatlaması) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme gereklidir.

5.4 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED, normal sıcaklıkta bir dakikadan daha kısa süre batırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, epoksi lensi veya pakete zarar verebilir.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

6.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için paketlenmiş olarak tedarik edilir. 7 inç (178mm) çapındaki makaralara monte edilmiş 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde sunulurlar. Standart makara miktarı 4000 adettir. Kalan miktarlar için, sipariş edilebilir minimum paket boyutu 500 adettir. Paketleme, ANSI/EIA-481 özelliklerine uygundur. Şeridin, bileşen yuvalarını kapatmak için bir kapak bandı vardır ve art arda en fazla iki bileşen yuvasının boş olabileceğine dair bir şartname bulunur.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Her LED çipi (Yeşil ve Turuncu) bağımsız olarak sürülmelidir. Çalışma akımını ayarlamak ve LED'i aşırı akımdan korumak için her çip için bir seri akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değeri (R_seri) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_seri= (V_besleme- V_F) / I_F. V_F1.7V ila 2.5V arasında değişebileceğinden, hesaplama en kötü durum koşullarında akımın asla istenen seviyeyi aşmamasını sağlamak için maksimum V_Fkullanmalıdır. 5V besleme ve hedef I_F5mA için, V_F(maks)=2.5V kullanıldığında R_seri= (5V - 2.5V) / 0.005A = 500Ω elde edilir. Standart bir 510Ω direnç uygun bir seçim olacaktır. 20mA'de daha yüksek parlaklık için hesaplama farklı olacaktır. İki LED, ayrı mikrodenetleyici GPIO pinlerinden veya mantık devrelerinden sürülebilir.

7.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (çip başına 50mW), PCB üzerinde etkili termal yönetim, uzun ömür ve kararlı performans için hala önemlidir. Önerilen lehim pedi tasarımının kullanıldığından emin olmak, ısının LED bağlantısından PCB bakırına iletilmesine yardımcı olur. LED'i, özellikle daha yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalıştırırken, hava akışı olmayan kapalı alanlara yerleştirmekten kaçının.

7.3 Optik Tasarım

Yandan bakışlı, su berraklığındaki lens geniş bir görüş açısı (130°) üretir. Daha odaklanmış veya dağıtılmış ışık gerektiren uygulamalar için harici ışık kılavuzları, lensler veya difüzör filmler gerekli olabilir. Berrak lens, LED'in kendisinin doğrudan görünmediği ancak ışığının yönlendirildiği, kenardan aydınlatmalı paneller veya ışık boruları gibi uygulamalar için idealdir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-S225KFKGKT-5A'nın temel farklılaştırıcıları, tek bir minyatür yandan görünümlü pakette çift renk yeteneği ve her iki renk için de AlInGaP teknolojisinin kullanılmasıdır. Yeşil için farklı malzeme sistemleri (örneğin GaP) kullanabilen eski çift renkli LED'lere kıyasla, her ikisi için de AlInGaP kullanmak daha tutarlı ileri gerilim özellikleri ve potansiyel olarak daha yüksek verimlilik sunabilir. Yandan görünümlü form faktörü, üstten görünümlü LED'lerden farklıdır ve ışığın karta paralel yayılmasının gerektiği, dikey alandan tasarruf sağlayan uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır. Standart IR reflow ve şerit-makara paketleme ile uyumluluğu, onu yüksek hacimli otomatik üretim hatları için hazır bir çözüm haline getirir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Turuncu ve Yeşil LED'leri her biri maksimum 20mA DC akımda aynı anda sürebilir miyim?

C: Evet, ancak toplam güç dağılımını dikkate almalısınız. 20mA ve tipik V_F~2.1V'de, her çip yaklaşık 42mW dağıtır. Eşzamanlı çalışma, paketten toplam ~84mW dağılım anlamına gelir. Bu, bireysel maksimumların toplamının (50mW+50mW=100mW) altında olsa da, sınıra yaklaşır. Bu senaryoda, termal yönetim ve ortam sıcaklığı, güvenilir uzun vadeli çalışma için kritik faktörler haline gelir.

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

C: Tepe Dalga Boyu (λ_P), optik güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyunun fiziksel ölçümüdür. Baskın Dalga Boyu (λ_d), insan gözünün rengi algıladığı tek dalga boyunu temsil eden, kolorimetriden hesaplanan bir değerdir. Dar spektruma sahip LED'ler için genellikle birbirine yakındırlar, ancak λ_d, ekranlarda veya göstergelerde renk belirtimi için daha alakalı parametredir.

S: Veri sayfasında "ters gerilim koşulu yalnızca IR testi için uygulanır" yazıyor. Bu ne anlama geliyor?

C: Bu bir açıklamadır. I_R(Ters Akım) parametresi, fabrika testi sırasında sızıntıyı kontrol etmek için 5V ters öngerilim uygulanarak ölçülür. Ancak, LED bir diyottur ve gerçek uygulamada ters öngerilimde çalışmak üzere tasarlanmamıştır. Bir devrede ters gerilim uygulamak cihaza zarar verebilir.

10. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Çift Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, iki durum LED'li (Güç ve Ağ Aktivitesi) kompakt bir yönlendirici oluşturuyor ancak kartta yalnızca bir LED bileşeni için alan var. LTST-S225KFKGKT-5A ideal bir çözümdür.

Uygulama:Yeşil çip "Güç" göstergesi olarak atanır (güç verildiğinde sabit yanar). Turuncu çip "Ağ Aktivitesi" göstergesi olarak atanır (veri trafiğinde yanıp söner). Yönlendiricinin ana mikrodenetleyicisinden iki ayrı GPIO pini kullanılır; her biri, ilgili LED çipinin anoduna 510Ω'luk bir akım sınırlama direnci üzerinden bağlanır. Katotlar toprağa bağlanır. Yandan ışık yayılımı, ışığın ön panele yönlendirildiği tek, küçük bir ışık borusuna bağlanmasına olanak tanır. Bu tasarım, kart alanından tasarruf sağlar, parça sayısını azaltır ve net, farklı renk kodlu durum bilgisi sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Yarı iletken malzemenin (bu durumda AlInGaP) p-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, spektrumun kırmızı, turuncu ve sarı kısımlarında ışık üretmeye uygun bir bant aralığına sahiptir ve belirli katkılama ile yeşil ışık da üretebilir. Yandan görünümlü paket, bir kurşun çerçeveye monte edilmiş, tel bağlantılı ve lensi oluşturan berrak bir epoksi reçine ile kapsüllenmiş yarı iletken çipi içerir; bu da ışık çıkışını yana doğru yönlendirir.

12. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerde genel trend, sürekli küçültme, artan verimlilik (elektriksel giriş watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı) ve daha yüksek güvenilirlik yönündedir. Burada görüldüğü gibi, yeşil yayıcılar için AlInGaP'nin benimsenmesi, geleneksel, daha az verimli malzemelerden uzaklaşmayı temsil eder. Ayrıca, ayrık LED'lerden oluşturulan tam renkli ekranlar gibi yüksek renk tutarlılığı gerektiren uygulamaların taleplerini karşılamak için kesin gruplama ve daha sıkı toleranslara artan bir vurgu vardır. Paketleme gelişmeleri ayrıca, daha küçük paketlerde daha yüksek sürücü akımlarına izin vermek ve kurşunsuz, yüksek sıcaklık lehimleme süreçleriyle uyumluluğu artırmak için termal performansı iyileştirmeye odaklanmaktadır.