Çift Renkli Yüzeye Monte LED LTW-C235DSKF-5A Veri Sayfası - Beyaz ve Turuncu Işık - 20-30mA - 72-75mW - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı bir çift renkli yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu bileşen, tek bir paket içinde iki bağımsız LED çipini entegre eder: biri beyaz, diğeri turuncu ışık yayar. Bu tasarım, çoklu gösterge durumları gerektiren veya kompakt bir alandan renk kodlu sinyaller sağlamak için tasarlanmış uygulamalara yöneliktir.

Bu LED, gelişmiş yarı iletken malzemeler kullanılarak üretilmiştir. Beyaz ışık, InGaN (indiyum galyum nitrür) tabanlı bir çipten üretilirken, turuncu ışık AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfür) tabanlı bir çipten kaynaklanmaktadır. Bu kombinasyon, her iki malzeme sisteminin verimlilik ve parlaklık özelliklerinden tam olarak yararlanır.

Bu ürünün temel avantajları arasında RoHS (Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması) Direktifi'ne uygunluk, yeşil ürün olarak belirlenmesi ve standart yüksek hacimli üretim süreçleriyle uyumluluğu yer alır. Otomatik yüzey montaj ekipmanları için uygun şerit ve makara ambalajı kullanır ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir, bu da onu modern PCB montaj hatları için ideal bir seçim haline getirir.

Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların ötesinde cihazı çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Değerler, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda belirtilmiştir.

• Güç Tüketimi:Beyaz ışık: 72 mW, turuncu ışık: 75 mW. Bu parametre, LED'in sürekli çalışma altında ısı olarak dağıtabileceği maksimum gücü tanımlar.
• Tepe ileri akımı:Beyaz ışık: 100 mA, turuncu ışık: 80 mA. Bu, kısa süreli yüksek yoğunluklu yanıp sönmeler için izin verilen maksimum darbe akımıdır (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği).
• DC ileri akımı:Beyaz ışık: 20 mA, turuncu ışık: 30 mA. Bu, uzun süreli güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters voltaj:Her iki renk için 5 V. Bu değerin üzerinde bir ters voltaj uygulamak LED bağlantısına zarar verebilir. Sürekli ters voltaj işlemi yasaktır.
• Sıcaklık aralığı:Çalışma sıcaklığı: -20°C ila +80°C; Depolama sıcaklığı: -30°C ila +100°C. Bunlar, işlevsellik ve çalışma dışı depolama için çevresel sınırları tanımlar.
• Kızılötesi lehimleme koşulları:10 saniye boyunca 260°C'ye dayanabilir, bu da standart kurşunsuz geri akış lehimleme eğrisi ile uyumluluğunu tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve test akımı (IF) 5mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık şiddeti (Iv):Algılanan ışık çıkışının ölçüsü. Beyaz ışık: minimum 45.0 mcd, tipik (belirtilmemiş), maksimum 180.0 mcd. Turuncu ışık: minimum 11.2 mcd, tipik (belirtilmemiş), maksimum 71.0 mcd. Şiddet, insan gözünün fotopik görme tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş açısı (2θ1/2):Her iki renk için de yaklaşık 130 derecedir. Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açıdır ve ışın demetinin yayılma aralığını tanımlar.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):LED iletimdeyken üzerindeki gerilim düşümü. Beyaz ışık: Tipik 2.85V, maksimum 3.15V. Turuncu ışık: Tipik 2.00V, maksimum 2.40V. Bu, devre tasarımı ve akım sınırlama direnci hesaplaması için kritik öneme sahiptir.
• Tepe Salım Dalgaboyu (λP):Turuncu LED için tipik değer 611 nm'dir. Bu, spektral güç dağılımının en yüksek olduğu dalgaboyudur.
• Baskın Dalgaboyu (λd):Turuncu LED için tipik değer 605 nm'dir. Bu, insan gözünün o rengi temsil ettiğini algıladığı tek dalgaboyudur ve CIE kromatiklik diyagramından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Turuncu LED için tipik olarak 20 nm'dir. Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini ifade eder.
• Kromatiklik koordinatları (x, y):Beyaz LED için, CIE 1931 diyagramındaki tipik değerler (0.3, 0.3)'tür. ±0.01 tolerans uygulanır. Bu koordinatlar beyaz ışığın renk noktasını kesin olarak tanımlar.
• Ters akım (IR):VR=5V'de, her iki renk için maksimum 10 μA'dır. Bu, cihazın sınırları içinde ters öngerilim altındayken çok küçük sızıntı akımını gösterir.

Elektrostatik deşarj (ESD) hususları:LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır. Potansiyel veya felaket hasarını önlemek için, topraklanmış bileklik, antistatik paspas ve ekipman gibi uygun ESD önlemleri işlem sırasında alınmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretim tutarlılığını sağlamak için, LED'ler performanslarına göre sınıflandırılır. Belirli bir partinin somut sınıflandırma kodu, ambalajı üzerinde işaretlenir.

3.1 Beyaz LED İleri Yönlü Gerilim (VF) Sınıflandırması

LED'ler, IF=5mA'daki ileri yönlü gerilimlerine göre sınıflandırılır. Her sınıfın toleransı ±0.1V'dur.
- Sınıf A: 2.55V - 2.70V
- Sınıf B: 2.70V - 2.85V
- Sınıf C: 2.85V - 3.00V
- Sınıf D: 3.00V - 3.15V

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

Beyaz LED (IF=5mA'de, her kademe toleransı ±15%):
- Kademe P: 45.0 mcd - 71.0 mcd
- Kademe Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd
- Kademe R: 112.0 mcd - 180.0 mcd

Turuncu LED (IF=5mA'de):
- Kademe L: 11.2 mcd - 18.0 mcd
- Kademe M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
- Kademe N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
- Kademe P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Beyaz LED Renk Tonu (Renk) Sınıflandırması

Beyaz ışığın renk noktası, CIE 1931 diyagramındaki IF=5mA'deki kromatiklik koordinatlarına (x, y) göre sınıflandırılır. Altı sınıf (S1'den S6'ya), kromatiklik diyagramındaki belirli dörtgen bölgelerle tanımlanır. Her sınıf içindeki (x, y) koordinatları için ±0.01 tolerans uygulanır. Bu, farklı üretim partileri arasında görsel renk tutarlılığını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihaz davranışını grafiksel olarak temsil eden tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Belirli grafikler metinde yeniden üretilmemiş olsa da, genellikle şunları içerir:

• Göreceli Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akım arttıkça, genellikle doğrusal altı bir ilişkiyle nasıl değiştiğini gösterir ve verimlilik değişimini vurgular.
• İleri Voltaj vs. İleri Akım:Diyodun I-V karakteristiğini gösterir, termal yönetim ve sürücü tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Göreceli Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Kavşak sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşeceğini açıklar; bu, termal tasarımın kilit bir faktörüdür.
• Spektral Güç Dağılımı:Turuncu LED için, bu eğri 611 nm merkezli ve 20 nm yarı genişlikte her dalga boyunda yayılan ışık şiddetini gösterecektir.

Bu eğriler, tasarımcıların standart olmayan koşullar (farklı akım, sıcaklık) altındaki performansı tahmin etmesi ve uygulama devrelerini optimize etmesi için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Parça Numarası ve Bacak Ataması

Parça Numarası:LTW-C235DSKF-5A
Lens Rengi:Sarı (ışık yayılımını ve sönük haldeki görünümü etkiler).
Yayılan Renk ve Bacak Bağlantısı:
- InGaN beyaz ışık çipi: Bacak 1 ve 2'ye bağlanır.
- AlInGaP turuncu ışık çipi: Bacak 3 ve 4'e bağlanır.
Bu 4 bacaklı konfigürasyon, iki rengin bağımsız kontrolüne izin verir.

5.2 Paket Boyutları

Bu LED, EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart SMD paket formuna uygundur. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.10 mm'dir. Veri sayfası, paketin uzunluğunu, genişliğini, yüksekliğini, bacak aralığını ve PCB pad tasarımı için kritik olan diğer temel mekanik özellikleri gösteren ayrıntılı bir boyut çizimi içerir.

5.3 Önerilen Lehim Pedi Boyutları

Güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak için reflö lehimleme işlemi sırasında önerilen PCB pad düzeni sağlanmıştır. Bu boyutlara uyulması, doğru lehim menisküsü oluşumuna, mekanik stabiliteye ve ısı dağılımına yardımcı olur.

6. Lehimleme, Montaj ve İşletim Kılavuzu

6.1 Lehimleme İşlemi

Bu cihaz, kızılötesi (IR) reflö lehimleme işlemi ile tam uyumludur. Yaygın kurşunsuz lehim gereksinimlerine uygun olarak, 260°C'de 10 saniye süreyle tepe sıcaklık koşulunu içeren önerilen bir reflö profili sağlanmıştır. LED paketinin veya çipinin termal hasar görmesini önlemek için önerilen profilin takip edilmesi çok önemlidir.

6.2 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Belirtilmemiş çözücüler, epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir. Önerilen yöntem, oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkole bir dakikayı geçmeyecek şekilde daldırmaktır.

6.3 Depolama Koşulları

Mühürlü paket (nem alıcı ile):≤30°C ve ≤%90 bağıl nem (RH) altında depolayın. Bu koşullar altında raf ömrü bir yıldır.
Açılmış paket:Bileşenler ≤30°C ve ≤60% RH koşullarında depolanmalıdır. Nem önleyici torbası açıldıktan sonra IR yeniden akış lehimleme işleminin bir hafta içinde tamamlanması şiddetle tavsiye edilir.
Uzun süreli depolama (açılmış):Bir haftayı aşan depolama için, bileşenleri kurutuculu hava geçirmez bir kaba veya nitrojen kurutucusuna yerleştirin.
Yeniden kızartma:Orijinal ambalajı dışında bir haftadan uzun süre depolanan LED'ler, emilen nemi gidermek ve yeniden akış işlemi sırasında "patlamış mısır" etkisini (paketleme çatlamasını) önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat kızartılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit (Tape) Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak şeridi olan çıkıntılı taşıyıcı şerit halinde, 7 inç (yaklaşık 178 mm) çapındaki makaralara sarılı olarak temin edilir. Bu ambalaj ANSI/EIA 481-1-A-1994 standardına uygundur.

• Makara başına miktar:3000 adet.
• Kalan minimum sipariş miktarı (MOQ):500 adet.
• Kapak bandı:Taşıma bandındaki boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik parça:Makarada izin verilen maksimum ardışık eksik bileşen sayısı ikidir.

Spesifikasyon belgesinde, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak amacıyla taşıma bandının (cep boyutları, aralıklar vb.) ve makaranın (göbek çapı, flanş çapı vb.) detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır.

8. Uygulama Açıklamaları ve Tasarım Hususları

8.1 Öngörülen Kullanım

Bu LED, ofis otomasyon cihazları, iletişim cihazları ve ev aletlerini içeren standart elektronik cihazlar için tasarlanmıştır. Son derece yüksek güvenilirlik gerektiren ve arızanın hayati tehlike veya sağlık riski oluşturabileceği uygulamalar için (örneğin havacılık, tıbbi sistemler, güvenlik ekipmanları), tasarımda kullanılmadan önce spesifik danışma ve sertifikasyon gereklidir.

8.2 Devre Tasarımı

• Akım Sınırlama:Her renk LED için harici bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Besleme Voltajı - VF) / IF. Burada VF, belirli renk/parti için ileri voltaj, IF ise istenen çalışma akımıdır (DC ileri akım derecelendirmesini aşmamalıdır).
• Termal Yönetim:Güç tüketimi düşük olsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlamak, düşük jonksiyon sıcaklığını koruyarak ışık çıkışını ve ömrü sürdürmeye yardımcı olur.
• Paralel/Seri Bağlantı:VF değişkenliği nedeniyle, LED'lerin doğrudan paralel bağlanması genellikle önerilmez; bu durum akım dengesizliğine yol açabilir. Düzgün parlaklık için, ortak bir akım sınırlama direnci kullanan seri bağlantı tercih edilir.

8.3 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergesi:Çift renkli işlev, birden fazla durumu ifade etmeyi sağlar (örneğin, beyaz ışık = açık, turuncu ışık = bekleme, çift renk = uyarı).
• Klavye veya simge arka aydınlatması:Farklı renklerde arka aydınlatma seçeneği.
• Tüketici elektroniği:Yönlendiriciler, şarj cihazları veya ses cihazları gibi cihazlardaki güç, bağlantı veya mod göstergeleri.
• Araç içi göstergeler:(Eğer belirli bir uygulama ortamı sertifikasına sahipse).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu iki renkli LED, belirli uygulamalarda belirgin avantajlara sahiptir:

• İki tek renkli LED'in karşılaştırılması:PCB alanından tasarruf sağlar, montaj süresi/maliyetini azaltır (bir bileşen vs. iki) ve iki ışık kaynağının hassas mekanik hizalamasını sağlar.
• Malzeme teknolojisi:Beyaz ışık için InGaN ve turuncu ışık için AlInGaP gibi optimize edilmiş çip malzemeleri kullanarak, her spektrumda yüksek verimlilik ve parlaklık elde edilir; bu, potansiyel olarak daha düşük verimli fosfor dönüşümlü turuncu ışık kullanmaktan daha iyidir.
• Ters montaj tasarımı:"Ters montaj" ifadesi, ana ışık emisyonunun substrat veya belirli bir yön üzerinden gerçekleştiği bir paketleme tasarımını belirtir; bu, standart üstten emisyonlu paketlemelere kıyasla bazı optik tasarımlar için avantajlı olabilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Beyaz ve turuncu LED'leri aynı anda maksimum DC akımda sürebilir miyim?
C1: Evet, ancak paket üzerindeki toplam güç tüketimi dikkate alınmalıdır. Beyaz LED'i 20mA'de sürmek (~2.85V=57mW) ve turuncu LED'i 30mA'de sürmek (~2.00V=60mW) toplamda yaklaşık 117mW eder, bu da her birinin güç derecelendirmesini (72mW, 75mW) aşar. Tam akımda eşzamanlı çalıştırma, bağlantı sıcaklığını güvenli aralıkta tutmak için güç düşürme veya geliştirilmiş termal yönetim gerektirebilir.

S2: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?
C2: Tepe dalga boyu (λP=611 nm), LED'in en fazla ışık gücü yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd=605 nm) ise algısal bir ölçüttür; standart bir insan gözlemcisi için, rengi LED çıkışının rengiyle aynı olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Özellikle doygun renkler için bu ikisi genellikle farklıdır.

S3: Torba açıldıktan sonra depolama nem gereksinimleri neden daha katıdır?
C3: Mühürlü torba, nem emilimine karşı LED'leri korumak için son derece düşük nem seviyelerini korumak amacıyla bir nem alıcı (desiccant) içerir. Açıldığında, bileşenler ortam nemine maruz kalır. Plastik paketleme tarafından emilen nem, yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında hızla buhara dönüşerek iç katman ayrışmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır" etkisi) neden olabilir.

S4: Sipariş verirken kullanılan sınıflandırma (binning) kodları nasıl anlaşılır?
A4: Ürün performansının tutarlılığını sağlamak için, sipariş verirken gerekli VF, Iv ve ton gruplandırmalarını belirtmelisiniz. Örneğin, "LTW-C235DSKF-5A, VF grubu B, Beyaz ışık Iv grubu Q, Turuncu ışık Iv grubu M, Ton grubu S3" talep edebilirsiniz. Bu, üretim partinizdeki tüm LED'lerin birbirine yakın elektriksel ve optik özelliklere sahip olmasını sağlar.

11. Tasarım Vaka Çalışması Örnekleri

Senaryo:Ağ anahtarı için üç durumu olan bir durum göstergesi tasarlayın: kapalı, bağlantı aktif (beyaz ışık) ve veri aktarımı (turuncu ışık yanıp sönme).
Uygulama:Tek bir LTW-C235DSKF-5A kullanın. Mikrodenetleyicinin (MCU) her biri bir LED rengine bir akım sınırlama direnci üzerinden bağlanan iki GPIO pini vardır.
Hesaplama:İyi görünürlük ve güç tasarrufu sağlamak için 3.3V güç kaynağı ve 10mA hedef akım kullanın.
- Beyaz ışık için (VF~2.85V): R = (3.3V - 2.85V) / 0.01A = 45 Ω. Standart 47 Ω direnç kullanılır.
- Turuncu ışık için (VF~2.00V): R = (3.3V - 2.00V) / 0.01A = 130 Ω. Standart 130 Ω veya 120 Ω direnç kullanılır.
PCB Yerleşimi:Önerilen lehim pedi yerleşimi kullanılır. Lehimin kılcal etki ile yayılmasını önlemek için LED altında küçük bir yasaklı bölge bırakılır. MCU yazılımı, istenen sabit ve yanıp sönen durumları elde etmek için kontrol pinlerini yönetir.
Sonuçlar:Yalnızca bir bileşen ayak izi kullanılarak, kompakt, güvenilir ve net bir çok durumlu gösterge elde edilmiştir.

12. Çalışma Prensibi

LED, yarı iletken bir diyottur. Çipin bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve boşluklar aktif bölgede yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) olarak salar. Işığın rengi, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi ile belirlenir. InGaN malzemesi daha geniş bir bant aralığına sahiptir ve mavi/mor/morötesi aralığında ışık yayabilir; beyaz ışık genellikle mavi bir InGaN çipinin üzeri sarı fosforla kaplanarak ışıkların karıştırılması ve beyaz görünmesi sağlanarak üretilir. AlInGaP malzemesinin bant aralığı, spektrumun kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı kısımlarında doğrudan ışık yaymaya uygundur, bu cihazdaki turuncu ışık çipinde olduğu gibi. Çift çipli paketleme, iki yarı iletken bağlantıyı elektriksel olarak yalıtarak bağımsız kontrol edilmelerine olanak tanır.

13. Teknoloji Trendleri

Optoelektronik endüstrisi gelişmeye devam ediyor. Bu iki renkli LED ile ilgili trendler şunları içerir:
Verimlilik Artışı:İç kuantum verimliliği ve ışık çıkarma teknolojilerindeki sürekli iyileştirmeler, aynı veya daha düşük sürücü akımında daha yüksek ışık şiddeti (mcd) elde edilmesine yol açarak sistem enerji verimliliğini artırıyor.
Küçültme:Bu ürün standart bir paket kullanmasına rağmen, endüstri yüksek yoğunluklu elektronik ürünlere uyum sağlamak için (toplam ışık çıkışı veya ısı dağılımından ödün verme pahasına da olsa) daha küçük paket boyutlarına (örneğin 0402, 0201 metrik) doğru sürekli bir itişe sahiptir.
Renk Tutarlılığı ve Sınıflandırma:Epitaksiyel büyüme ve üretim kontrolündeki gelişmeler, VF ve kromatiklikteki doğal varyasyonu azaltarak daha sıkı sınıflandırma dağılımları sağlıyor, bu da geniş sınıflandırma ihtiyacını azaltıyor veya stok yönetimini basitleştiriyor.
Entegre Çözümler:LED sürücü IC'lerinin (sabit akım kaynağı, PWM denetleyicisi) doğrudan LED paketi veya modülüyle entegre edilme eğilimi, son devre tasarımını basitleştirir. Bu belirli bileşen hala ayrık, sürücüsüz bir LED'dir.
Güvenilirlik ve Ömür:Paketleme malzemelerindeki (epoksi reçine, silikon) ve çip montaj teknolojisindeki sürekli iyileştirmeler, uzun vadeli güvenilirliği, ışık akısı koruma oranını ve termal ve çevresel streslere karşı direnci artırır.