Çift Renkli SMD LED LTST-C295TBKGKT-5A Veri Sayfası - Boyut 2.0x1.25x0.55mm - Voltaj 2.7V/1.75V - Güç 0.076W/0.075W - Mavi/Yeşil

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli, yüzey montajlı (SMD) bir LED'in özelliklerini detaylandırmaktadır. Bileşen, tek bir ultra ince paket içinde iki farklı LED çipini entegre ederek tek bir ayak izinden mavi ve yeşil ışık yayılmasını sağlar. Kurşunsuz işlemlere uygun otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme profilleri ile uyumluluğu içeren modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmıştır. Ürün, ROHS uyumlu bir yeşil ürün olarak çevre standartlarına uymaktadır.

1.1 Temel Avantajlar

• Yer Tasarruflu Tasarım: 0.55 mm'lik ultra ince profili, kompakt ve alçak profilli elektronik cihazlara entegrasyona olanak tanır.
• Çift Renk İşlevselliği: Mavi (InGaN) ve yeşil (AlInGaP) ışık kaynaklarını birleştirir; durum göstergeleri, arka aydınlatma ve dekoratif aydınlatma için tasarım esnekliği sunar.
• Yüksek Parlaklık Çıkışı: Yüksek ışık şiddeti sağlamak için gelişmiş InGaN ve AlInGaP yarı iletken malzemelerini kullanır.
• Üretime Uygun: 8mm şerit üzerinde, 7 inçlik makaralarda paketlenmiş olup, EIA standartlarına uygun olarak, yüksek hacimli, otomatik PCB montaj hatları için idealdir.
• Süreç Uyumluluğu: Standart IR yeniden akış lehimleme koşullarına dayanır, standart SMT üretim iş akışlarında güvenilirliği sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aşağıdaki bölüm, cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin ayrıntılı bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garantisi verilmez.

Parametre	Blue Chip	Yeşil Chip	Unit	Durum
Güç Tüketimi	76	75	mW	-
Tepe İleri Akım	100	80	mA	1/10 Görev Döngüsü, 0.1ms Darbe
DC İleri Yön Akımı	20	30	mA	Sürekli
Çalışma Sıcaklığı	-20°C ila +80°C		-	-
Depolama Sıcaklığı	-30°C ila +100°C		-	-
IR Lehimleme Koşulu	260°C, 10 saniye		-	Tepe sıcaklığı

Yorum: Yeşil çip daha yüksek sürekli DC akımı kaldırabilir (30mA'ye karşı 20mA), mavi çip ise daha yüksek izin verilen darbe akımına sahiptir. Belirtilen IR reflow profili, LED paketine zarar vermeden lehim bağlantılarının bütünlüğünü sağlamak için kritik öneme sahiptir.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Bunlar, cihazın standart test koşulları (IF = 5 mA) altındaki performansını tanımlayan tipik çalışma parametreleridir.

Parametre	Sembol	Blue Chip (Min/Typ/Max)	Green Chip (Min/Typ/Max)	Unit	Test Condition
Luminous Intensity	Iv	7.10 / - / 45.0	7.10 / - / 45.0	mcd	IF = 5 mA
Görüş Açısı	2θ1/2	130 (Tipik)		derece	-
Tepe Dalga Boyu	λP	468 (Tipik)	574 (Tipik)	nm	-
Baskın Dalga Boyu	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
Spektral Yarım Genişlik	Δλ	25 (Tipik)	15 (Tipik)	nm	-
Forward Voltage	VF	- / 2.70 / 3.20	- / 1.75 / 2.35	V	IF = 5 mA
Reverse Current	IR	10 (Maks.)	10 (Maks.)	μA	VR = 5V

Anahtar Analizi:

• Brightness & Binning: Işık şiddeti geniş bir aralığa sahiptir (7.1 ila 45 mcd) ve bu, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bölüm 3'te ayrıntılı). Tasarımcılar, optik tasarımlarında bu varyasyonu hesaba katmalıdır.
• Gerilim Farkı: İleri yön gerilimi (V_F) mavi (~2.7V) ve yeşil (~1.75V) çipler arasında önemli ölçüde farklıdır. Bu, devre tasarımı için, özellikle her iki rengi ortak bir akım kaynağından veya gerilim hattından sürerken kritik bir husustur. Genellikle her renk kanalı için ayrı akım sınırlayıcı dirençler gereklidir.
• Görüş Açısı: Geniş 130 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• ESD Hassasiyeti: ESD uyarısı notu, cihazın elektrostatik deşarja karşı hassas olduğunu belirtir. Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürlerine (bileklik, topraklanmış ekipman) uyulması zorunludur.
• Doğrultucu Olmayan Çalışma: Ters akım test notu, cihazın ters yönde çalışma için tasarlanmadığını açıkça belirtir. Test koşulunun ötesinde bir ters öngerilim uygulamak anında arızaya neden olabilir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler 5 mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre gruplara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamalarına uygun bir parlaklık derecesi seçmelerini sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Binning

Mavi ve yeşil çipler için sınıflandırma yapısı aynıdır.

Bin Code	Minimum Intensity (mcd)	Maximum Intensity (mcd)
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

Tolerans: Her bir yoğunluk sınıfının +/-%15 toleransı vardır. Örneğin, "M" sınıfından bir LED, test akımında gerçek yoğunluğu 15,3 mcd ile 32,2 mcd arasında olabilir.

Tasarım Çıkarımı: Hassas parlaklık eşleştirmesi gerektiğinde (örneğin, çoklu LED dizilerinde veya renk karışımında), daha dar bir sınıf kodu belirtmek veya sürücü devresinde kalibrasyon uygulamak gerekli olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında (sayfa 6-7) belirli grafiksel verilere atıfta bulunulsa da, tipik performans eğilimleri parametrelerden çıkarılabilir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: İleri yön gerilimi (V_F) ileri akım (I) ile artacaktır._F). İlişki doğrusal değildir ve bir diyotun karakteristiğidir. Mavi ve yeşil çipler için farklı V_F değerleri, onların I-V eğrilerinin birbirinden farklı konumda olacağı anlamına gelir.
• Işık Şiddeti - Akım İlişkisi: Işık çıkışı (Iv) genellikle ileri akım ile artar ancak sonunda doyuma ulaşır. Mutlak maksimum DC akımın üzerinde çalıştırmak verimliliği ve ömrü azaltır.
• Sıcaklık Bağımlılığı: Kavşak sıcaklığı arttıkça ışık şiddeti tipik olarak azalır. -20°C ila +80°C çalışma sıcaklığı aralığı, belirtilen optik performansın korunduğu ortam koşullarını tanımlar. İleri voltaj da negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklıkla azalır).
• Spektral Dağılım: Tepe dalga boyları (468nm mavi, 574nm yeşil) ve spektral yarı genişlikler (25nm mavi, 15nm yeşil) renk saflığını tanımlar. Daha dar yarı genişliğe sahip yeşil çip, daha geniş mavi emisyona kıyasla spektral olarak daha saf bir yeşil ışık yayar.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, endüstri standardı SMD paketine sahiptir. Temel boyutlar yaklaşık 2.0mm x 1.25mm gövde ölçüsü ve sadece 0.55mm yükseklik içerir. Hassas PCB ayak izi tasarımı için ±0.10mm toleranslı detaylı boyut çizimleri veri sayfasında sağlanmıştır.

5.2 Pin Assignment & Polarity

Çift renkli LED'in dört pini (1, 2, 3, 4) vardır. Pin ataması aşağıdaki gibidir:

• Blue Chip: 1 ve 3 numaralı pinlere bağlıdır.
• Green Chip: Pin 2 ve 4'e bağlı.

Bu konfigürasyon tipik olarak dahili olarak ortak katot veya ortak anot yapısını ima eder, ancak veri sayfası her renk için pin çiftlerini belirtir. Sürücü devresine bağlanırken polariteye dikkat edilmelidir. Paket, yönlendirme için işaretlenmiştir (muhtemelen pin 1'de bir nokta veya pah ile).

5.3 Önerilen Lehim Padi Tasarımı

Güvenilir lehimleme ve yeniden akış sırasında uygun mekanik hizalamayı sağlamak için önerilen bir lehim pedi düzeni eklenmiştir. Bu önerilere uyulması, mezar taşı oluşumunu (bileşenin bir ucu üzerinde dikilmesi) önlemeye ve iyi lehim dolguları sağlamaya yardımcı olur.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için ayrıntılı bir önerilen reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: Lehim pastasını aktif hale getirmek ve kartı kademeli olarak ısıtmak için maksimum 120 saniye boyunca 150-200°C.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Sıvı Hal Üzeri Süresi: Bileşen, maksimum 10 saniye boyunca tepe sıcaklığına maruz bırakılmalıdır.
• Limit: Cihaz, bu koşullar altında ikiden fazla reflow döngüsüne tabi tutulmamalıdır.

Bu profil, paket bütünlüğünü sağlamak için JEDEC standartlarına dayanmaktadır. LED'in düşük termal kütlesi, aşırı ısınmayı önlemek için profilin dikkatle ayarlanmasını gerektirir.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli bir şekilde yapılmalıdır:

• İstasyon Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Lehim başına maksimum 3 saniye.
• Limit: Yalnızca bir el lehimleme döngüsüne izin verilir.

Aşırı ısı veya uzun süreli temas, LED çipine veya plastik lense zarar verebilir.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse:

• Yalnızca belirtilen çözücüler kullanın: etil alkol veya izopropil alkol.
• Normal oda sıcaklığında daldırma süresi bir dakikadan az olmalıdır.
• Agresif veya belirtilmemiş kimyasal temizleyicilerden kaçının, çünkü bunlar LED paket malzemesine ve optik lense zarar verebilir.

6.4 Depolama Koşulları

Uygun depolama, nem alımını önlemek ve yeniden akış sırasında "patlamış mısır etkisi"ne (paket çatlaması) yol açmamak için esastır.

• Mühürlü Paket: Nem bariyerli torbayı açtıktan sonra ≤30°C ve ≤%90 bağıl nemde saklayın ve bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Paket: ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde saklayın. Bir hafta içinde kullanın. Daha uzun süreli saklama için, desikantlı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe muhafaza edin.
• Yeniden Fırınlama: Orijinal ambalajları dışında bir haftadan uzun süre depolanan bileşenler, emilmiş nemi gidermek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Cihaz, otomatik seç ve yerleştirme makineleri için optimize edilmiş bir formatta tedarik edilir:

• Bant Genişliği: 8mm.
• Makara Boyutu: Çapı 7 inç.
• Makara Başına Miktar: 4000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı: Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme Standardı: ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Boş yuvalar kapak bandı ile kapatılmıştır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri: Çift renk özelliği, birden fazla durum sinyaline (örn. açık=yeşil, beklemede=mavi, arıza=dönüşümlü) olanak tanır.
• Arka Aydınlatma: Sınırlı alanın olduğu küçük LCD ekranlar, tuş takımları veya panel göstergeleri için.
• Dekoratif Aydınlatma: Renkli aydınlatma efektlerinin istendiği tüketici elektroniği, oyuncaklar veya ev aletlerinde.
• Otomotiv İç Aydınlatma: Kritik olmayan iç aydınlatma için, çalışma sıcaklığı aralığı göz önünde bulundurularak.
• IoT Devices & Wearables: İnce profili ve düşük güç tüketimi, kompakt ve taşınabilir elektronik cihazlar için uygun kılar.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama: Her LED çipine seri olarak DAİMA harici akım sınırlama dirençleri kullanın. Direnç değerlerini besleme voltajı, istenen ileri akım (DC değerini aşmadan) ve tipik Vf'ye göre hesaplayın._F her renk için. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, aşırı ısınmayı ve erken parlaklık azalmasını önlemek için, özellikle maksimum akıma yakın çalışıldığında veya yüksek ortam sıcaklıklarında yeterli PCB bakır alanı veya termal rahatlama sağlayın.
• ESD Koruması: Montaj ortamı veya son kullanım senaryosu ESD riski oluşturuyorsa, LED pinlerine bağlı PCB hatlarına ESD koruma diyotları uygulayın.
• Optik Tasarım: Işık kılavuzları, difüzörler veya lenslerin tasarımında geniş görüş açısını ve olası parlaklık değişimini (binning) hesaba katın.

9. Technical Comparison & Differentiation

Tek renkli LED'lere veya eski çift renkli paketlere kıyasla, bu cihaz belirgin avantajlar sunar:

• vs. İki Ayrık LED: Önemli PCB alanı tasarrufu sağlar (bir ayak izine karşı iki), yerleştirme süresini azaltır ve malzeme listesini basitleştirir.
• vs. Daha Kalın Çift Renkli LED'ler: 0.55mm yükseklik, z-yüksekliğinin kritik bir kısıtlama olduğu modern akıllı telefonlar, tabletler ve ince dizüstü bilgisayarlar gibi ultra ince cihazlarda kullanımı mümkün kılar.
• vs. Reflow Uyumlu Olmayan LED'ler: Standart SMT reflow işlemleriyle doğrudan uyumluluk, ikincil manuel lehimleme adımlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak üretim verimliliğini ve güvenilirliğini artırır.
• Chip Technology: Mavi için InGaN ve yeşil için AlInGaP kullanımı, eski teknolojilere kıyasla yüksek verimlilik ve parlaklıklarıyla bilinen gelişmiş yarı iletken malzemeleri temsil eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Hem mavi hem de yeşil LED'leri aynı anda maksimum DC akımlarında sürebilir miyim?

Hayır. Mutlak Maksimum Değerler, çip başına güç dağılımı limitlerini belirtir (mavi için 76mW, yeşil için 75mW). Her ikisini de maksimum DC akımında (mavi için 20mA, yeşil için 30mA) ve tipik V ile aynı anda sürmek,_F sırasıyla yaklaşık 54mW ve 52.5mW güç seviyeleri ile sonuçlanır ve bu değerler limitler dahilindedir. Ancak, küçük pakette oluşan toplam ısı dikkate alınmalıdır. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, özellikle her ikisi de sürekli açıksa, onları maksimum değerden daha düşük akımlarla sürmek tavsiye edilir.

10.2 İleri voltajlar neden bu kadar farklı?

İleri voltaj, yarı iletken malzemenin bant aralığının temel bir özelliğidir. Daha yüksek foton enerjisine (daha kısa dalga boyu) sahip mavi ışık, daha geniş bir bant aralığına (InGaN) sahip bir yarı iletken gerektirir ve bu doğası gereği daha yüksek bir ileri voltaja sahiptir. Yeşil ışık (AlInGaP) biraz daha düşük foton enerjisine sahiptir, bu da daha düşük bir bant aralığına ve dolayısıyla daha düşük bir ileri voltaja karşılık gelir. Bu fiziksel bir özelliktir, bir kusur değildir.

10.3 Sipariş verirken bin kodunu nasıl yorumlamalıyım?

Bin kodu (örneğin, "K", "L", "M", "N"), LED'in garanti edilen minimum parlaklığını tanımlar. Tasarımınız 18 mcd minimum parlaklık gerektiriyorsa, "M" veya daha yüksek ("N") bin kodunu belirtmelisiniz. Parlaklık kritik değilse, daha düşük bir bin kodu ("K" veya "L") daha uygun maliyetli olabilir. Mevcut bin kodları için tedarikçinize danışın.

10.4 Bu LED dış mekan kullanımına uygun mudur?

Çalışma sıcaklığı aralığı (-20°C ila +80°C) birçok dış mekan koşulunu kapsar. Ancak, veri sayfasında toz ve suya karşı Giriş Koruma (IP) derecesi belirtilmemiştir. Dış mekan kullanımı için, LED'in doğrudan çevresel maruziyetten, nemden ve plastik lensi zamanla bozabilen UV radyasyonundan korunması amacıyla uygun şekilde kapsüllenmesi veya sızdırmaz bir muhafaza içine yerleştirilmesi gerekecektir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: Çift renkli durum LED'ine sahip kompakt bir IoT sensör düğümü tasarlanması. Cihaz, 3.3V regülatör ile beslenmekte ve 20mA kaynak sağlama kapasitesine sahip GPIO pinleri olan bir mikrodenetleyici kullanmaktadır.

Uygulama:

1. Devre Tasarımı: İki GPIO pini kullanılmıştır. Her pin, bir akım sınırlama direncine bağlanır, ardından LED'in bir rengine bağlanır (Mavi için Pin1-3, Yeşil için Pin2-4). Ortak bağlantı (örneğin katotlar) toprağa bağlanır.
2. Direnç Hesaplaması (10mA sürücü için Örnek):
   • Mavi: R_Mavi = (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω. Standart 62Ω veya 68Ω direnç kullanın.
   • Yeşil: R_Yeşil = (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω. Standart 150Ω direnç kullanın.
   Bu, aynı akımda her iki rengin de benzer algılanan parlaklığa sahip olmasını sağlar, ancak nihai değerler gerçek V'ye göre ayarlanması gerekebilir._F ve istenen yoğunluk.
3. PCB Yerleşimi: Lehim pedi tasarımı önerilen tasarımı takip eder. Pedlerde, lehimlemeyi kolaylaştırmak ve aynı zamanda ısı dağılımı için PCB toprak katmanına bir miktar ısı iletimi sağlamak amacıyla küçük termal rahatlama bağlantıları kullanılmıştır.
4. Software: Mikrodenetleyici yazılımı, LED'leri çeşitli durumlar için kontrol edebilir: Sabit Yeşil (çalışır durumda), Yanıp Sönen Mavi (veri iletimi), Alternatif (hata), vb.

Bu durum, ayrı akım sınırlama hesaplamalarının önemini ve birden fazla görsel geri bildirim durumu için tek bir bileşenin faydasını vurgulamaktadır.

12. Çalışma Prensibi

LED'lerde ışık yayılımı, bir yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesans ilkesine dayanır. Malzemenin bant aralığını aşan bir ileri yönlü voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini fotonlar (ışık) şeklinde salıverir. Yayılan ışığın rengi (dalga boyu), doğrudan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. InGaN çipinin daha geniş bir bant aralığı vardır ve daha yüksek enerjili mavi fotonlar yayar; AlInGaP çipinin ise daha dar bir bant aralığı vardır ve daha düşük enerjili yeşil fotonlar yayar. İki çip, yayılan ışığı minimum düzeyde değiştiren su berraklığında bir lens ile tek bir pakette bulunur ve bu da kompakt bir çift ışık kaynağı çözümü sağlar.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi bir LED'in geliştirilmesi, optoelektronikteki daha geniş trendlerin bir parçasıdır:

• Minyatürleştirme: Paket boyutunun (kapladığı alan ve yüksekliğin) sürekli olarak küçültülmesi, giderek daha küçük ve ince nihai ürünlerin geliştirilmesini sağlar.
• Artan Entegrasyon: İki renkten RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) paketlerine ve hatta entegre sürücülü veya kontrol entegre devreli ("akıllı LED'ler") paketlere geçiş.
• Daha Yüksek Verimlilik: Dahili kuantum verimliliğindeki (IQE) ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, daha düşük sürüş akımlarında daha parlak LED'ler sağlayarak genel sistem güç tüketimini azaltır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik: Paketleme malzemelerindeki (epoksiler, silikonlar) ve çip tasarımındaki ilerlemeler, dayanıklılığı ve termal stres ile çevresel faktörlere karşı direnci artırır.
• Genişletilmiş Renk Gamı: Gelişmiş ekran ve aydınlatma uygulamaları için daha saf ve doygun renklerin yanı sıra hassas beyaz renk sıcaklıkları üretmek amacıyla yeni yarı iletken malzemeler ve fosforların geliştirilmesi.

Burada açıklanan cihazlar, standart gösterge ve fonksiyonel aydınlatma ihtiyaçları için olgun, uygun maliyetli bir çözüm sunar ve bu devam eden endüstri gelişmelerinden faydalanır.