LTST-C195TBKFKT-5A Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Mavi & Turuncu - 0.55mm Yükseklik - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, LTST-C195TBKFKT-5A çift renkli Yüzeye Monte Cihaz (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, tek bir ultra ince paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: biri mavi ışık yayan (InGaN teknolojisine dayalı), diğeri turuncu ışık yayan (AlInGaP teknolojisine dayalı). Otomatik montaj süreçleri ve alan tasarrufu ile güvenilir performansın kritik olduğu uygulamalar için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Pazar

Bu LED'in başlıca avantajları arasında RoHS direktiflerine uygunluk, 0.55mm'lik son derece düşük profil ve yüksek parlaklık çıkışı yer alır. EIA standartlarına uygun 7 inçlik makaralarda 8mm şerit halinde paketlenmiştir, bu da otomatik yerleştirme ekipmanları ve standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu olmasını sağlar. Tasarımı aynı zamanda I.C. uyumludur.

Tipik uygulama alanları telekomünikasyon, ofis otomasyonu, ev aletleri ve endüstriyel ekipmanları kapsar. Özel kullanımlar arasında tuş takımı ve klavye arka aydınlatması, durum göstergesi, mikro ekranlara entegrasyon ve sinyal veya sembol aydınlatması yer alır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, LED'in standart test koşulları altındaki çalışma limitleri ve performans karakteristikleri hakkında detaylı, nesnel bir analiz sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Güç Dağılımı (P_d):Mavi çip için 38 mW; Turuncu çip için 50 mW. Bu parametre, LED'in bozulma olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum gücü gösterir.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):Her iki renk için 40 mA, yalnızca pals koşullarında izin verilir (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği).
• DC İleri Akım (I_F):Mavi için 10 mA; Turuncu için 20 mA. Bu, önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:Cihaz, çalışma sırasında -20°C ila +80°C ve depolama sırasında -30°C ila +100°C ortam sıcaklığı (T_a) aralığı için derecelendirilmiştir.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:Maksimum 5 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır, bu kurşunsuz reflow işlemleri için standarttır.

2.2 T_a=25°C'de Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, cihazın belirtilen koşullar altında (belirtilmediği sürece I_F= 5mA) sürüldüğünde tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):Her iki renk için minimum 11.2 mcd. Tipik maksimum Mavi için 45 mcd, Turuncu için 71 mcd'dir. Bu, insan gözü tarafından algılanan parlaklığın bir ölçüsüdür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 130 derece. Bu geniş açı, alan aydınlatması için uygun, dağınık, yönlü olmayan bir ışık yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):Tipik olarak 468 nm (Mavi) ve 611 nm (Turuncu). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):5mA'de 465-475 nm (Mavi) ve 600-610 nm (Turuncu) aralığındadır. Bu, insan gözünün algıladığı, rengi tanımlayan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm (Mavi) ve 17 nm (Turuncu). Bu spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir renk anlamına gelir.
• İleri Gerilim (V_F):5mA'de tipik olarak 2.80V (Mavi, maks 3.20V) ve 2.00V (Turuncu, maks 2.30V). Bu, LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de her ikisi için maksimum 100 µA. LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, ölçülen ışık şiddetine göre sınıflandırılır (binned) ve bir üretim partisi içinde tutarlılık sağlanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Her renk için tanımlanmış şiddet aralıklarına bir sınıf kodu atanır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

Mavi LED Sınıflandırması (@5mA):

• Sınıf L: 11.2 - 18.0 mcd
• Sınıf M: 18.0 - 28.0 mcd
• Sınıf N: 28.0 - 45.0 mcd

Turuncu LED Sınıflandırması (@5mA):

• Sınıf L: 11.2 - 18.0 mcd
• Sınıf M: 18.0 - 28.0 mcd
• Sınıf N: 28.0 - 45.0 mcd
• Sınıf P: 45.0 - 71.0 mcd

Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için garanti edilmiş minimum parlaklığa sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır, böylece birden fazla birimde tek tip görsel performans elde etmeye yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örneğin, spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 6), bunların etkileri tasarım için kritiktir.

4.1 İleri Akım - Işık Şiddeti (I_F-I_VEğrisi)

Işık çıkışı yaklaşık olarak ileri akımla orantılıdır, ancak bu ilişki mükemmel şekilde doğrusal değildir, özellikle verimliliğin ısınma nedeniyle düşebileceği yüksek akımlarda. Önerilen DC akımda veya altında çalışmak, kararlı çıkış ve uzun ömür sağlar.

4.2 İleri Gerilim - İleri Akım (I_F-V_FEğrisi)

Bir LED, diyot benzeri üstel bir I-V karakteristiği sergiler. İleri gerilimdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir. Bu nedenle, kararlı ve öngörülebilir ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için LED'leri sabit bir gerilim kaynağıyla değil, sabit bir akım kaynağıyla sürmek standart uygulamadır.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral eğri, dalga boyları boyunca yayılan göreceli gücü gösterir. Tepe dalga boyu (λ_P) ve yarı genişlik (Δλ) bu eğriden çıkarılır. Turuncu AlInGaP çipi tipik olarak Mavi InGaN çipinden daha dar bir spektral genişliğe sahiptir, bu da daha doygun bir renkle sonuçlanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Cihaz standart bir SMD ayak izine uyar. Kritik boyutlar arasında gövde boyutu ve toplam 0.55mm yükseklik yer alır. Pin ataması şu şekildedir: Pin 1 ve 3 Mavi LED anot/katot için, Pin 2 ve 4 ise Turuncu LED anot/katot içindir. Lens su berraklığındadır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.1 mm'dir.

5.2 Önerilen PCB Pad Düzeni ve Polarite

Veri sayfası, baskılı devre kartı (PCB) için önerilen bir pad deseni (footprint) sağlar. Bu desene uymak, güvenilir lehim bağlantıları, uygun hizalama ve reflow sürecinde etkili ısı dağılımı elde etmek için çok önemlidir. Pad tasarımı ayrıca mezar taşı etkisini (bileşenin bir uçta dikilmesi) önlemeye yardımcı olur. PCB ipek baskısında, LED'in katot göstergesiyle eşleşen net polarite işaretlemesi, yanlış kurulumu önlemek için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Parametreleri

Kurşunsuz lehim işlemleri için önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:Kartı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktive etmek için maksimum 120 saniye boyunca 150-200°C.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üstü Süre:Bileşen, maksimum 10 saniye boyunca tepe sıcaklığına maruz bırakılmalı ve reflow işlemi ikiden fazla tekrarlanmamalıdır.

Bu parametreler, LED paketine veya içindeki yarı iletken die'ye zarar vermeden güvenilir montaj sağlamak için JEDEC standartlarına dayanır.

6.2 Depolama ve Kullanım Koşulları

ESD Önlemleri:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Kullanım sırasında bileklik, antistatik paspas ve topraklanmış ekipman kullanılmalıdır.

Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL):Cihaz MSL 3 olarak derecelendirilmiştir. Bu, orijinal nem bariyerli torba açıldıktan sonra, bileşenlerin fabrika koşullarında (<30°C/%60 RH) bir hafta (168 saat) içinde lehimlenmesi gerektiği anlamına gelir. Bu süre aşılırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme gereklidir.

Uzun Süreli Depolama:Açılmamış paketler ≤30°C ve ≤%90 RH'de depolanmalıdır. Açılmış paketler veya uzun süreli depolama için bileşenler, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde saklanmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler plastik lensi veya paket malzemesini hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı olan kabartmalı taşıyıcı şeritte, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Standart paketleme miktarı makara başına 4000 adettir. Tam makaradan daha az miktarlar için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Her renk kanalı (Mavi ve Turuncu) bağımsız olarak sürülmelidir. Seri bir akım sınırlama direnci en basit sürme yöntemidir. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Daha kararlı performans için, özellikle V_beslemedeğiştiğinde veya hassas parlaklık kontrolü için, sabit akım sürücü devresi (örneğin, özel bir LED sürücü IC veya transistör tabanlı bir akım kaynağı kullanarak) önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da, uygun termal tasarım LED ömrünü uzatır. PCB pad tasarımının, ısı emici görevi görmek için yeterli bakır alanı sağladığından emin olun. LED'i mutlak maksimum akım ve güç değerlerinde uzun süreler boyunca çalıştırmaktan kaçının, çünkü bu lümen azalmasını (ışık çıkışının zamanla düşmesi) hızlandırır.

8.3 Optik Tasarım

130 derecelik geniş görüş açısı, bu LED'i odaklanmış bir ışın demetinden ziyade geniş, eşit aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Daha yönlü ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir. Su berraklığındaki lens, gerçek renk yayılımı için en uygunudur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin temel farklılaştırıcı faktörleri, ultra ince 0.55mm pakette çift renkli yeteneğidir. Bu, tipik olarak tek renkli bir LED tarafından işgal edilen bir ayak izinde iki bağımsız durum göstergesi veya renk karışımına olanak tanır. Mavi için InGaN ve turuncu için AlInGaP kullanımı, bu renkler için standart, yüksek verimli yarı iletken teknolojilerini temsil eder ve iyi parlaklık ve güvenilirlik sunar. Otomatik montaj ve standart reflow profilleriyle uyumluluğu, modern elektronik üretimi için doğrudan uygulanabilir bir çözüm haline getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Mavi ve Turuncu LED'leri aynı anda maksimum DC akımlarında sürebilir miyim?

Hayır. Mutlak Maksimum Değerler, çip başına güç dağılımı limitlerini belirtir (38mW Mavi, 50mW Turuncu). Her ikisini aynı anda I_F=10mA (Mavi) ve I_F=20mA (Turuncu) ile sürmek, yaklaşık 28mW (Mavi: 10mA * 2.8V) ve 40mW (Turuncu: 20mA * 2.0V) güç çekimiyle sonuçlanır, toplam 68mW eder. Bu, bireysel maksimumların toplamının altında olsa da, ısıyı çok küçük bir alanda yoğunlaştırır. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, maksimum değerlerin altında sürmek ve PCB üzerindeki termal etkileri dikkate almak tavsiye edilir.

10.2 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P)), LED'in en fazla optik gücü yaydığı fiziksel dalga boyudur, spektrometre ile ölçülür.Baskın Dalga Boyu (λ_d)), insan gözünün rengi algıladığı tek dalga boyunu temsil eden, CIE renklilik diyagramından türetilmiş hesaplanmış bir değerdir. Monokromatik LED'ler için genellikle birbirine yakındır, ancak daha geniş spektruma sahip LED'ler (beyaz LED'ler gibi) için çok farklı olabilirler. Bu veri sayfasında, her ikisi de hassas renk belirtimi için sağlanmıştır.

10.3 LED ters yönde çalışmak için tasarlanmamışsa neden bir ters akım (I_R) özelliği var?

I_Rözelliği (5V'de maks 100 µA), bir kalite ve kaçak test parametresidir. Yarı iletken bağlantının bütünlüğünü sağlar. Montaj sırasında veya devrede, LED kısa süreliğine küçük bir ters öngerilime maruz kalabilir. Bu parametre, böyle bir durumda kaçak akımın tanımlanmış bir limiti aşmayacağını garanti eder, bu da düzgün üretilmiş bir cihazı gösterir. Güvenli bir çalışma koşulu olarak yorumlanmamalıdır.

11. Pratik Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Taşınabilir Bir Cihazda Çift Durumlu Durum Göstergesi

Bir el tipi tıbbi cihaz, birden fazla durumu göstermek için tek bir gösterge kullanır: Kapalı (ışık yok), Bekleme (Turuncu) ve Aktif (Mavi). LTST-C195TBKFKT-5A idealdir çünkü iki ayrı LED kullanmaya kıyasla alan tasarrufu sağlar. Mikrodenetleyici birimi (MCU), her biri bir akım sınırlama direnci (örneğin, 5V besleme varsayılarak Mavi için 150Ω ve Turuncu için 100Ω) üzerinden LED'in bir renk kanalına bağlı iki GPIO pinine sahiptir. Firmware pinleri bağımsız olarak kontrol eder. Ultra ince yükseklik, ince bir ön panelin arkasına sığmasını sağlar. Geniş görüş açısı, durumun çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar. Tasarımcı, ortam ışığı altında yeterli parlaklığı sağlamak için her iki renk için de Sınıf M veya N seçer.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n bağlantısına ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler bağlantı bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Standart bir silikon diyotta bu enerji ısı olarak açığa çıkar. LED'lerde ise yarı iletken malzemeler (mavi/yeşil için InGaN, kırmızı/turuncu/sarı için AlInGaP) doğrudan bant aralığına sahiptir, bu da bu enerjinin başlıca fotonlar (ışık) olarak açığa çıkmasına neden olur. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (renk), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi korur ve ışık çıkış modelini şekillendirmeye yardımcı olur.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerin gelişimi birkaç endüstri trendini takip eder:Küçültme(daha ince ve daha küçük paketler),Artırılmış Verimlilik(birim elektriksel girdi başına daha yüksek ışık çıkışı) veGeliştirilmiş Güvenilirlik(zorlu ortamlar ve otomatik montaj için sağlamlık). Birden fazla çipin (çok renkli veya RGB) tek bir pakete entegrasyonu, kart alanından tasarruf etmek ve montajı basitleştirmek için yaygın bir yaklaşımdır. Ayrıca, renk tutarlılığını iyileştirmek (daha sıkı sınıflandırma) ve genel aydınlatma uygulamaları için daha yüksek güç yoğunluklarını işleyebilen paketler geliştirmek için sürekli bir çaba vardır, ancak bu özel bileşen düşük güçlü gösterge kullanımı için optimize edilmiştir.