Çift Renkli SMD LED LTST-C195TBJRKT-2A Veri Sayfası - Paket Boyutları - Mavi 3.0V / Kırmızı 2.0V - 20mA/30mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, yüksek parlaklıklı, çift renkli bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, tek bir paket içinde iki farklı yarı iletken çipi entegre eder: biri mavi, diğeri kırmızı ışık yayar. Bu tasarım, kompakt, çift renkli gösterge veya aydınlatma çözümleri gerektiren uygulamalar için optimize edilmiştir. Cihaz RoHS direktiflerine uygundur ve yeşil ürün olarak sınıflandırılır. Endüstri standardı 8mm şerit üzerinde 7 inçlik makaralarda tedarik edilir, bu da otomatik yerleştirme montaj ekipmanları ve yüksek hacimli üretim süreçleriyle uyumluluğu kolaylaştırır.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Uygulamalar

Bu LED'in başlıca özellikleri arasında, mavi yayıcı için InGaN teknolojisi ve kırmızı yayıcı için AlInGaP teknolojisi kullanılarak elde edilen ultra parlak çıkış yer alır. Bu kombinasyon yüksek ışık verimliliği sunar. Paket, geniş uyumluluk sağlamak için EIA standartlarına uygundur. Cihaz, entegre devreler (I.C. uyumlu) tarafından sürülmek üzere tasarlanmıştır ve standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme süreçlerine dayanabilir, bu da onu modern PCB montaj hatları için uygun kılar. Tipik uygulamalar, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, otomotiv iç aydınlatması, iletişim cihazlarındaki durum göstergeleri ve çift renkli işlevsellik gerektiren anahtarlar veya ekranlar için arka aydınlatmayı kapsar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazı bu sınırların ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de, mavi çip için maksimum güç dağılımı 76 mW, kırmızı çip için 75 mW'dır. Darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen tepe ileri akımı, mavi için 100 mA, kırmızı için 80 mA'dır. Maksimum sürekli DC ileri akımı, mavi LED için 20 mA, kırmızı LED için 30 mA'dır. Doğrusal bir düşürme faktörü belirtilmiştir: mavi için 0.25 mA/°C ve kırmızı için 0.4 mA/°C, yani ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum DC akım azalır. Her iki renk için maksimum ters voltaj 5V'dur, ancak ters öngerilim altında sürekli çalışma yasaktır. Cihaz -55°C ila +85°C sıcaklık aralığında saklanabilir ve çalıştırılabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Tüm ölçümler Ta=25°C ve standart test akımında (IF) 2mA'de tanımlanmıştır. Işık şiddeti (Iv) her iki renk için minimum 4.50 mcd değerine sahiptir. Tipik değerler mavi için 20.0 mcd, kırmızı için 18.0 mcd'dir. Şiddetin eksen üzeri değerin yarısı olduğu görüş açısı (2θ1/2), her iki yayıcı için tipik olarak 130 derecedir ve geniş bir ışın deseni sağlar. Mavi LED'in tipik tepe emisyon dalga boyu (λP) 468 nm ve baskın dalga boyu (λd) 470 nm'dir. Kırmızı LED'in tipik λP'si 639 nm ve λd'si 631 nm'dir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) mavi için 25 nm, kırmızı için 20 nm'dir. İleri voltaj (VF) 2mA'de tipik olarak mavi için 3.00V (maks 3.15V), kırmızı için 2.00V'dur (maks 2.20V). VR=5V'de maksimum ters akım (IR) her ikisi için 10 µA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli devre gereksinimlerine uyan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj Sınıflandırması (Mavi LED)

Mavi LED çipleri, 2mA'deki ileri voltajlarına göre sınıflandırılır. E6 sınıf kodu 2.55V ila 2.75V'yi, E7 2.75V ila 2.95V'yi, E8 ise 2.95V ila 3.15V'yi kapsar. Her sınıfa ±0.1V tolerans uygulanır.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Hem mavi hem de kırmızı LED'ler, 2mA'de aynı ışık şiddeti sınıflandırma yapısını paylaşır. J sınıf kodu 4.50 ila 7.10 mcd'yi, K 7.10 ila 11.2 mcd'yi, L 11.2 ila 18.0 mcd'yi, M ise 18.0 ila 28.0 mcd'yi kapsar. Her şiddet sınıfına ±%15 tolerans uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını anlamak için temel olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Bunlar arasında, farklı yarı iletken malzemeleri nedeniyle mavi ve kırmızı çipler arasında farklılık gösteren, üstel bir ilişki olan ileri akım (IF) ve ileri voltaj (VF) arasındaki ilişki yer alır. Işık şiddetinin ileri akıma karşı gösterildiği eğriler, istenen bir parlaklık seviyesine ulaşmak için gereken sürücü akımını belirlemek için çok önemlidir. Sağlanan metinde grafiksel olarak detaylandırılmamış olsa da, bu eğriler tipik olarak şiddetin akımla arttığını ancak daha yüksek seviyelerde doyuma ulaşabileceğini ve ayrıca yükselen bağlantı sıcaklığından ters yönde etkilendiğini gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Cihaz standart bir SMD paketi kullanır. Pin ataması doğru çalışma için kritiktir: Pin 1 ve 3, mavi LED çipinin Anot ve Katoduna atanmıştır. Pin 2 ve 4, kırmızı LED çipinin Anot ve Katoduna atanmıştır. Bu konfigürasyon, her rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.10 mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni ve Şerit & Makara

Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen bir lehim pedi deseni (lehim pedi boyutları) sağlanmıştır. Bileşen, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 4000 adet içerir. Şerit ve makara özellikleri ANSI/EIA 481-1-A-1994'e uygundur. Önemli makara notları şunları içerir: boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır, kalanlar için minimum sipariş miktarı 500 adettir ve makara başına maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

İki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır: biri standart (kalay-kurşun) lehim işlemi, diğeri kurşunsuz (örn., SnAgCu) lehim işlemi için. Kurşunsuz profil daha yüksek bir tepe sıcaklığı gerektirir. IR ve dalga lehimleme için belirtilen genel koşul, maksimum 5 saniye için 260°C tepe sıcaklığıdır. Buhar fazı lehimleme için koşul, 3 dakika için 215°C'dir. Termal şoku önlemek için belirli zaman ve sıcaklık kısıtlamalarıyla ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını özetleyen detaylı bir grafik profil referans alınır.

6.2 Depolama ve Kullanım Önlemleri

LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda saklanmalıdır. Orijinal nem bariyerli torbasından çıkarılan bileşenler bir hafta içinde IR-reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal paketleme dışında daha uzun süre saklanacaksa, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen kurutucuda tutulmalıdır. Torba dışında bir haftadan fazla saklanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için en az 24 saat 60°C'de kurutma gereklidir.

7. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Devresi Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel bağlarken tekdüze parlaklık sağlamak için, her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir (Devre Modeli A). Paralel bir dizi için tek bir dirence güvenmek (Devre Modeli B) önerilmez çünkü bireysel LED'ler arasındaki ileri voltaj (Vf) karakteristiklerindeki küçük farklılıklar, akım paylaşımında ve dolayısıyla ışık şiddetinde önemli farklılıklara neden olacaktır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - Vf) / If, burada Vcc besleme voltajı, Vf LED'in istenen akımdaki ileri voltajı ve If hedef ileri akımdır.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED çipleri elektrostatik deşarja ve voltaj dalgalanmalarına karşı hassastır. Hasarı önlemek için, kullanım ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır. Bu, topraklanmış bileklikler, antistatik eldivenler kullanmayı ve tüm çalışma istasyonlarının, araçların ve makinelerin uygun şekilde topraklanmasını sağlamayı içerir. Cihazlar ESD korumalı alanlarda kullanılmalıdır.

7.3 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir. Önerilen yöntem, LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süre daldırmaktır. Özellikle doğrulanmadıkça agresif veya ultrasonik temizlik önerilmez.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu çift renkli LED'in temel farklılaştırıcısı, yüksek verimli InGaN (mavi) ve AlInGaP (kırmızı) çiplerinin aynı pakette birleştirilmesidir. InGaN teknolojisi mavi/yeşil spektrumda yüksek parlaklıkla bilinirken, AlInGaP, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı/kehribar spektrumunda üstün verimlilik ve termal stabilite sunar. Her ikisini tek bir EIA standart SMD paketinde entegre etmek, iki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar. Geniş 130 derecelik görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygundur. Kurşunsuz reflow profilleriyle belirtilen uyumluluk, modern çevre düzenlemeleri ve üretim trendleriyle uyumludur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Mavi ve kırmızı LED'leri aynı anda maksimum DC akımlarında sürebilir miyim?

C: Hayır. Ortak paketin güç dağılımı sınırları (76mW mavi, 75mW kırmızı) ve termal hususları göz önünde bulundurulmalıdır. 20mA (mavi) ve 30mA (kırmızı) ile eşzamanlı çalışma, ileri voltajlara bağlı olarak toplam paket güç dağılımı kapasitesini aşabilir. Yüksek ortam sıcaklığında düşürme de gereklidir.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (λP), emisyon spektrumunun maksimum şiddete sahip olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini - LED'in rengini insan gözüyle eşleştirecek tek dalga boyunu - temsil eder. λd genellikle renk tabanlı uygulamalar için daha alakalıdır.

S: Sipariş verirken sınıf kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

C: Voltaj (mavi için, örn. E7) ve Işık Şiddeti (her iki renk için, örn. K) için gerekli sınıf kodlarını belirtmelisiniz. Bu, ürününüzde tutarlı performans için istenen aralıkta elektriksel ve optik karakteristiklere sahip LED'ler almanızı sağlar.

10. Tasarım Örneği İncelemesi

Bir ağ yönlendirici için çift durum göstergesi düşünün: "çalışıyor" için sabit mavi ve "hata" için yanıp sönen kırmızı. Bu LED kullanılarak, yalnızca bir PCB ayak izi gereklidir. Mikrodenetleyici, kararlı durum için pin 1'i (mavi anot) ~3V besleme ve 20mA hedef için 150Ω direnç üzerinden sürer. Kırmızı LED (pin 2 anot), ~3V besleme ve 30mA hedef için 100Ω direnç üzerinden sürülür ve hata durumunda yanıp sönmek üzere ayarlanmış farklı bir GPIO pini tarafından kontrol edilir. Ortak katot pinleri (3 & 4) toprağa bağlanır. Bu tasarım bileşen sayısını en aza indirir, kart alanından tasarruf sağlar ve standart SMT montajı kullanır.

11. Çalışma Prensibi

Bir LED'de ışık yayılımı, bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesansa dayanır. İleri bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler bağlantı bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) formunda salınır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Mavi LED, daha kısa dalga boyları (mavi ışık) için uygun daha geniş bir bant aralığına sahip olan İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) bileşiğini kullanır. Kırmızı LED, daha uzun dalga boyları (kırmızı ışık) için tasarlanmış daha dar bir bant aralığına sahip olan Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) bileşiğini kullanır. Epoksi lens, çipi korumak, ışık çıkış demetini şekillendirmek ve ışık çıkarma verimliliğini artırmak için görev yapar.

12. Teknoloji Trendleri

SMD LED pazarı, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha küçük paketlerde artan güç yoğunluğu ve gelişmiş renksel geriverim yönünde evrimini sürdürmektedir. Çip ölçekli paket (CSP) LED'lerin daha yaygın hale gelmesiyle, miniaturizasyona doğru güçlü bir eğilim vardır. Çok renkli cihazlar için, daha iyi renk tutarlılığı için daha sıkı sınıflandırma toleransları ve tam renk ayarlanabilir aydınlatma için ikiden fazla çipin (örn., RGB veya RGBW) tek bir pakette entegrasyonu gibi gelişmeler yer almaktadır. Ayrıca, Nesnelerin İnterneti (IoT) ve akıllı cihazlara yönelik itiş, otomatik, yüksek hızlı montaj süreçleriyle uyumlu, güvenilir, uzun ömürlü gösterge LED'lerine olan talebi artırmaktadır; bu segmentte bu gibi bileşenler iyi bir konumdadır.