Çift Renkli SMD LED LTST-C155TBKFKT Veri Sayfası - Mavi & Turuncu - 20mA & 30mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, tek bir paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: mavi ışık yayan bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çip ve turuncu ışık yayan bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) çip. Bu tasarım, iki bağımsız ışık kaynağı oluşturulmasına veya kontrollü sürme yoluyla uygulamalarda potansiyel renk karışımına olanak tanır. LED, otomatik al-yerleştir montaj sistemleriyle uyumlu, EIA standart paketlemeye uygun şerit ve makara formatında paketlenmiştir. RoHS uyumlu ve çevre dostu bir ürün olarak tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Uygulamalar

Bu LED'in birincil avantajı, kompakt bir SMD ayak izinde çift renkli yeteneğidir. Temel özellikler arasında her iki çip teknolojisinden ultra yüksek parlaklık, kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle uyumluluk ve otomatik montaj ekipmanlarıyla entegrasyon için tasarım bulunur. I.C. uyumluluğu, uygun akım sınırlaması ile standart mantık seviyesi sinyalleri tarafından doğrudan sürülebileceğini gösterir. Tipik uygulamalar arasında durum göstergeleri, anahtar ve paneller için arka aydınlatma, dekoratif aydınlatma ve tek bir bileşen konumundan birden fazla gösterge rengi gerektiren, alanın kısıtlı olduğu tüketici elektroniği yer alır.

2. Mutlak Maksimum Değerler

Cihazı bu limitlerin ötesinde çalıştırmak veya depolamak kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı:Mavi: 76 mW, Turuncu: 75 mW (Ta=25°C'de)
• Tepe İleri Akımı:Mavi: 100 mA, Turuncu: 80 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği)
• DC İleri Akımı:Mavi: 20 mA, Turuncu: 30 mA
• Değer Düşürme:Mavi: 0.25 mA/°C, Turuncu: 0.4 mA/°C (25°C'den itibaren lineer)
• Ters Gerilim:Her iki renk için 5 V (Not: Ters öngerilimde sürekli çalıştırılamaz)
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C
• Lehimleme Sıcaklığı:Dalga/IR: Maksimum 5 saniye için 260°C; Buhar Fazı: Maksimum 3 dakika için 215°C.

3. Elektriksel ve Optik Özellikler

Belirtilen test koşullarında, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülmüştür.

3.1 Optik Parametreler (IF=20mA'de)

• Işık Şiddeti (Iv):
  
  Mavi: Min. 28.0 mcd, Tipik. 45.0 mcd.
  
  Turuncu: Min. 45.0 mcd, Tipik. 90.0 mcd.
  
  CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör/filtre ile ölçülmüştür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Her iki renk için tipik 130 derece. Bu, şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λP):Mavi: Tipik. 468 nm, Turuncu: Tipik. 611 nm.
• Baskın Dalga Boyu (λd):Mavi: Tipik. 470 nm, Turuncu: Tipik. 605 nm. CIE renklilik diyagramından türetilir, algılanan rengi tanımlar.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Mavi: Tipik. 25 nm, Turuncu: Tipik. 17 nm.

3.2 Elektriksel Parametreler

• İleri Gerilimi (VF) IF=20mA'de:
  
  Mavi: Min. 2.80V, Tipik. 3.50V, Maks. 3.80V.
  
  Turuncu: Min. 1.80V, Tipik. 2.00V, Maks. 2.40V.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de her ikisi için Maks. 10 μA.
• Kapasitans (C):VF=0V, f=1MHz'de Turuncu için Tipik 40 pF.

4. Sınıflandırma Sistemi

LED'ler, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için ışık şiddetine göre sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Mavi Çip (@20mA):

Kod N: 28.0 - 45.0 mcd

Kod P: 45.0 - 71.0 mcd

Kod Q: 71.0 - 112.0 mcd

Kod R: 112.0 - 180.0 mcd

Turuncu Çip (@20mA):

Kod P: 45.0 - 71.0 mcd

Kod Q: 71.0 - 112.0 mcd

Kod R: 112.0 - 180.0 mcd

Her bir şiddet sınıfı içindeki tolerans +/-%15'tir.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, normalde temel parametreler arasındaki ilişkiyi gösteren tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Tasarımcılar bu doğrusal olmayan ilişkileri göz önünde bulundurmalıdır.

5.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Her iki LED de diyot benzeri üstel bir I-V karakteristiği sergiler. Mavi (InGaN) LED'in, 20mA'de Turuncu (AlInGaP) LED'e (~2.0V) kıyasla önemli ölçüde daha yüksek tipik bir ileri gerilimi (~3.5V) vardır. Bu gerilim farkı, özellikle her iki rengi ortak bir gerilim rayından sürerken, aynı hedef akıma ulaşmak için farklı seri direnç değerleri gerektirdiğinden, devre tasarımı için kritiktir.

5.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti, önerilen çalışma aralığı içinde ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, artan ısı nedeniyle çok yüksek akımlarda verimlilik düşebilir. Değer düşürme özellikleri (Mavi için 0.25 mA/°C, Turuncu için 0.4 mA/°C), ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça, aşırı ısınmayı önlemek ve uzun ömür sağlamak için izin verilen maksimum DC akımın nasıl azaltılması gerektiğini gösterir.

5.3 Spektral Dağılım

Mavi çip, ~468-470 nm aralığında, nispeten geniş 25 nm (Tipik.) spektral bant genişliği ile yayın yapar. Turuncu çip, ~605-611 nm aralığında, daha dar 17 nm (Tipik.) bant genişliği ile yayın yapar. Baskın dalga boyu değerleri, renk kritik uygulamalar için çok önemlidir.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

6.1 Bacak Ataması ve Polarite

Cihazın dört bacağı vardır. LTST-C155TBKFKT varyantı için:

- InGaN Mavi çipi, 1 ve 3 numaralı bacaklara bağlıdır.

- AlInGaP Turuncu çipi, 2 ve 4 numaralı bacaklara bağlıdır.

Bu konfigürasyon tipik olarak her rengin bağımsız kontrolüne izin verir. Lens su berraklığındadır.

6.2 Paket Boyutları ve Şerit/Makara

LED, 7 inç (178mm) çapındaki makaralarda, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarı 4000 adettir. Veri sayfası, LED gövdesi için detaylı boyut çizimlerini, önerilen lehim pedi düzenini (land pattern) ve ANSI/EIA 481-1-A-1994'e uygun şerit & makara özelliklerini içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.10 mm'dir. Uygun ped tasarımı, güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için esastır.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

7.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Bileşen standart reflow işlemleriyle uyumludur. İki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır: biri normal (kalay-kurşun) lehim işlemi, diğeri kurşunsuz (örn., SnAgCu) lehim işlemi için. Kritik parametreler şunlardır:

- Ön Isıtma:120-150°C'ye kadar rampa yukarı.

- Islatma/Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.

- Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.

- Sıvı Faz Üzerinde Süre:Tepe sıcaklıkta maksimum 5 saniye.

Bu profillere uyulması, termal şoku ve LED paketi veya çipine zarar gelmesini önler.

7.2 Dalga ve El Lehimlemesi

Dalga lehimleme için, ön ısıtma maksimum 60 saniye için 100°C'yi geçmemeli, lehim dalgası ise maksimum 10 saniye için 260°C olmalıdır. Havya ile el lehimlemesi gerekliyse, uç sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve her bir bağlantı için temas süresi, aşırı ısı transferini önlemek amacıyla sadece bir kez olmak üzere 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

7.3 Temizleme ve Depolama

Temizleme:Sadece belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Oda sıcaklığında bir dakikadan az süre için izopropil alkol veya etil alkol önerilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

Depolama:Orijinal nem bariyerli torbanın dışında uzun süreli depolama için, LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi geçmeyen bir ortamda tutulmalıdır. Uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kap veya nitrojen ortamı kullanın. Ortam havasına bir haftadan fazla maruz kalan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 24 saat pişirilmelidir.

8. Uygulama Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Düzgün parlaklık sağlamak ve hasarı önlemek için bir akım sınırlama mekanizması zorunludur. Önerilen devre (Devre A) her LED için bir seri direnç kullanır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme - V_F_LED) / I_F, burada V_F_LED, istenen I_F akımındaki belirli LED'in ileri gerilimidir. V_F'deki varyasyon nedeniyle (bkz. sınıflandırma ve tipik aralıklar), birden fazla LED'i tek bir gerilim kaynağından paylaşılan bir dirençle (Devre B) paralel sürmek önerilmez, çünkü bu önemli akım dengesizliğine ve düzensiz parlaklığa yol açabilir.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja ve gerilim dalgalanmalarına karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında önlem alınmalıdır:

- Topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven kullanın.

- Tüm çalışma istasyonlarının, araçların ve ekipmanın uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.

- ESD güvenli paketleme ve taşıma prosedürleri uygulayın.

ESD önlemlerine uyulmaması, anında arızaya veya uzun vadeli güvenilirliği azaltan gizli hasara yol açabilir.

8.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da, uygun termal tasarım ömrü uzatır ve optik performansı korur. Değer düşürme eğrileri, maksimum akımın artan ortam sıcaklığıyla nasıl azaltılması gerektiğini belirtir. LED'in termal pedlerinin (varsa) etrafında veya iç katmanlara bağlantı deliklerinde yeterli bakır alan sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı veya kapalı uygulamalarda ısının dağılmasına yardımcı olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu çift renkli LED'in birincil farklılaşması, standart bir SMD paket içinde iki farklı, yüksek parlaklıklı çipe sahip olmasıdır. İki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla, PCB alanından tasarruf sağlar, bileşen sayısını azaltır ve al-yerleştir montajını basitleştirir. Mavi için InGaN kullanımı, GaP gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve parlaklık sunar. Turuncu için AlInGaP teknolojisi, kırmızı-turuncu-kehribar spektrumunda yüksek verimlilik ve mükemmel renk saflığı sağlar. Bu kombinasyon, durum göstergesinde (örn., bekleme için mavi, aktif/arıza için turuncu) veya basit renk karışımında tasarım esnekliği sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Mavi ve turuncu LED'leri aynı anda tam anma akımlarında sürebilir miyim?

C1: Mutlak Maksimum Değerler çip başına belirtilmiştir. Paketin toplam güç dağılımı, her aktif çipten gelen dağılımların toplamı olacaktır. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında, birleşik termal yükün paketin ısı dağıtma yeteneğini aşmadığından emin olmalısınız. Değer düşürme özelliklerine danışın.

S2: Mavi ve turuncu çipler arasındaki ileri gerilimler neden bu kadar farklı?

C2: İleri gerilim, yarı iletken malzemenin bant aralığının temel bir özelliğidir. InGaN (mavi), AlInGaP'den (turuncu/kırmızı, ~2.0 eV) daha geniş bir bant aralığına (~3.4 eV) sahiptir, bu da doğrudan iletim ve ışık yayılımı sağlamak için gereken daha yüksek bir ileri gerilimle sonuçlanır.

S3: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C3: Tepe dalga boyu (λP), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), standart bir beyaz referansa kıyaslandığında LED çıkışıyla aynı renkte görünecek olan tek renkli bir ışığın dalga boyudur. Simetrik spektruma sahip LED'ler için genellikle birbirine yakındır. Çarpık spektrumlar için λd, algılanan rengi daha iyi temsil eder.

S4: Sipariş verirken şiddet sınıfı kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

C4: Sınıf kodu (örn., N, P, Q, R), test akımında LED için garanti edilen minimum ve maksimum ışık şiddeti aralığını tanımlar. Bir sınıf kodu belirtmek, o aralıkta tutarlı parlaklığa sahip LED'ler almanızı sağlar. Örneğin, turuncu çip için \"P\" sınıfından sipariş vermek, 20mA'de 45.0 ile 71.0 mcd arasında bir şiddet garantisi verir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Çift Durum Göstergesi

Bir tasarımcının iki durum göstergesine (\"Güç Açık/Bekleme\" ve \"Ağ Aktivitesi\") ihtiyacı vardır ancak ön panelde sadece bir LED gösterge deliği için alan vardır. LTST-C155TBKFKT kullanmak zarif bir çözüm sunar.

Uygulama:Mavi LED, 15mA için hesaplanan bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden \"Güç\" sinyaline bağlanır (örn., R = (3.3V - 3.5V)/0.015A, tipik Vf'ye dayalı olarak besleme gerilimi veya direnç değerinde hafif bir ayar gerekebilir). Turuncu LED, ağ denetleyicisinden gelen bir darbe sinyaline bağlanır ve veri aktivitesini göstermek için yanıp söner. Mikrodenetleyici yazılımı, her iki LED'i üçüncü bir durum için (örn., bir arıza durumu için sabit turuncu) kullanacak şekilde de programlanabilir. Bu tek bileşen, iki LED'li bir çözüme kıyasla birden fazla rolü yerine getirerek alandan, montaj maliyetinden tasarruf sağlar ve malzeme listesini basitleştirir.

12. Teknoloji Prensipleri

Bu LED'lerdeki ışık yayılımı, doğrudan bant aralıklı yarı iletken malzemelerdeki elektrolüminesansa dayanır. Bir p-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Yeniden birleşme sırasında açığa çıkan enerji, bir foton olarak yayılır. Bu fotonun dalga boyu (rengi), λ ≈ 1240/Eg (nm) denklemine göre yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi (Eg) tarafından belirlenir; burada Eg elektron-volt (eV) cinsindendir. InGaN malzemeler daha kısa dalga boyları (mavi, yeşil, beyaz) için kullanılırken, AlInGaP malzemeler daha uzun dalga boyları (sarı, turuncu, kırmızı) için kullanılır. \"Su berraklığındaki\" lens tipik olarak, yayılan dalga boylarına karşı şeffaf olan epoksi veya silikondan yapılır.

13. Endüstri Trendleri

SMD gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), daha küçük paket boyutları ve artan entegrasyon yönünde devam etmektedir. Karmaşık durum göstergesini ve miniaturizasyonu desteklemek için tek paketlerde çift ve çok renkli LED'ler daha yaygın hale gelmektedir. Ayrıca, zorlu koşullar (daha yüksek sıcaklık, nem) altında geliştirilmiş güvenilirlik ve modern elektronik üretiminin gerektirdiği kurşunsuz (Pb-free) ve yüksek sıcaklık lehimleme işlemleriyle uyumluluk için güçlü bir itici güç vardır. Dahası, otomotiv iç mekanları, tüketici cihazları ve marka kimliği ile kullanıcı deneyiminin kesin görsel ipuçlarına bağlı olduğu profesyonel ekipmanlardaki uygulamalar için kesin renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırma toleransları talebi artmaktadır.