LTST-C19FD1WT Tam Renkli Yüzeye Monte LED Veri Sayfası - Boyutlar 3.2x1.6x0.55mm - Voltaj 2.0-3.8V - Güç 0.08W - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-C19FD1WT, modern, alanı kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış tam renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Üç farklı LED çipini ultra ince bir paket içinde birleştirerek, tek bir bileşen kaplamasıyla çoklu renk üretimi sağlar. Bu tasarım, durum göstergesi, arka aydınlatma veya kompakt görüntüleme elemanı gerektiren ve aynı zamanda renk yeteneğinden ödün vermek istemeyen uygulamalar için özellikle avantajlıdır.

Mini boyutu ve otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğu, onu seri üretim için evrensel bir seçim haline getirir. Bu cihaz, küresel elektronik bileşenler için çevresel standartlara uyduğunu garanti eden RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) standardına uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in temel avantajı, mavi (InGaN), yeşil (InGaN) ve turuncu (AlInGaP) ışık kaynaklarını, yalnızca 0.55mm yüksekliğindeki bir EIA standart paketine entegre etmesidir. Bu çoklu çip konfigürasyonu, benzer renk işlevselliğini birden fazla ayrık LED kullanmadan sağlayarak değerli PCB (Baskılı Devre Kartı) alanından tasarruf sağlar.

Bu cihaz öncelikle aşağıdaki uygulama alanlarına yöneliktir:

• Telekomünikasyon ekipmanları:Router, modem ve cep telefonlarındaki durum göstergeleri.
• Ofis Otomasyonu:Dizüstü bilgisayarlar ve çevre birimlerinde klavye ve tuşların arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği ve Ev Aletleri:Güç, mod veya fonksiyon göstergesi.
• Endüstriyel Ekipman:Panel göstergeleri ve operatör arayüz bileşenleri.
• Mini Ekranlar ve Tabelalar:Küçük ölçekli bilgi veya sembol aydınlatması.

Kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemiyle uyumluluğu, standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hattı gereksinimlerini karşılar ve verimli ve güvenilir devre kartı montajının gerçekleştirilmesine yardımcı olur.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Tarafsız Analiz

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde tanımlanan elektriksel, optik ve termal özelliklerin detaylı bir analizini sunar. Bu parametrelerin anlaşılması, doğru devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliğin sağlanması için kritik öneme sahiptir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya üzerinde çalışmanın garantisi yoktur ve tasarımda kaçınılmalıdır.

• Güç Tüketimi (Pd):Mavi/yeşil ışık çipi 80 mW, turuncu ışık çipi 75 mW'dır. Bu, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda, LED'in ısı şeklinde dağıtabileceği maksimum izin verilen güçtür. Bu sınırın aşılması termal kaçak ve performans bozulmasına yol açabilir.
• Doğru akım ileri akımı (IF):Mavi/yeşil ışık çipi 20 mA, turuncu ışık çipi 30 mA'dır. Bu, normal çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır. InGaN ile karşılaştırıldığında, turuncu ışık çipinin (AlInGaP teknolojisi) daha yüksek bir değere sahip olması tipik bir durumdur.
• Tepe ileri akımı:Mavi/yeşil ışık çipi için 100 mA, turuncu ışık çipi için 80 mA (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 0.1ms). Bu değer yalnızca kısa süreli darbe işlemi için geçerlidir, doğru akım tasarım hesaplamalarında kullanılmamalıdır.
• Sıcaklık Aralığı:Çalışma sıcaklığı: -20°C ila +80°C; Depolama sıcaklığı: -30°C ila +100°C. Cihaz işlevselliği, çalışma sıcaklığı aralığında garanti edilir. Belirtilen aralıkların dışında uzun süreli depolama, malzeme özelliklerini etkileyebilir.
• Kızılötesi Kaynak Koşulları:Tepe sıcaklığı 260°C, maksimum süre 10 saniye. Bu, kurşunsuz (Pb-free) lehim geri akış işlemi için termal profil toleransını tanımlar.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, cihazın performansını tanımlayan standart test koşullarında (Ta=25°C, IF=20mA) ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (Iv):Milikandela (mcd) cinsinden ölçülür. Veri sayfası, her renk için minimum ve maksimum değerler sağlar; bu değerler farklı sınıflara ayrılmıştır (Bkz. Bölüm 3). Tipik değerler: Mavi: 28-180 mcd, Yeşil: 71-450 mcd, Turuncu: 45-180 mcd. Yeşil çipler genellikle daha yüksek verimlilik sergiler.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Genellikle 130 derecedir. Bu geniş görüş açısı, ışığı odaklanmış bir huzme yerine geniş bir alana yayan bir difüzör lens kullanıldığını gösterir; bu, farklı açılardan görüntülenmesi gereken durum göstergeleri için ideal bir seçimdir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):LED'in 20mA akımda iletime geçtiğindeki gerilim düşüşü. Tipik/Maksimum değerler: Mavi/yeşil ışık: 3.5V/3.8V; turuncu ışık: 2.0V/2.4V. Bu, sürücü tasarımı için kritik bir parametredir. Turuncu ışık çipinin daha düşük VF gereksinimi, renkler bağımsız olarak sürülüyorsa farklı akım sınırlama şemalarının dikkate alınmasını gerektirir.
• Tepe emisyon dalga boyu (λp) ile baskın dalga boyu (λd):λp, emisyon spektrumunun en yüksek noktasına karşılık gelen dalga boyudur. λd, insan gözünün algıladığı tek bir dalga boyudur. Tipik değerler: Mavi ışık: λp=468nm, λd=470nm; Yeşil ışık: λp=520nm, λd=525nm; Turuncu ışık: λp=611nm, λd=605nm. λp ve λd arasındaki fark, emisyon spektrumunun şeklinden ve insan gözünün fotopik görme tepkisinden kaynaklanır.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğunun yarısındaki genişliği. Tipik değerler: Mavi ışık: 26nm, Yeşil ışık: 35nm, Turuncu ışık: 17nm. Turuncu ışıkta görüldüğü gibi, daha dar bir Δλ, spektral rengin daha saf olduğunu gösterir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 µA. LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Bu test parametresi, çok küçük bir sızıntı akımının varlığını gösterir. Önemli bir ters voltaj uygulamak cihaza zarar verebilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonları yönetmek için, LED'ler performanslarına göre sınıflandırılır. Bu, tasarımcıların belirli parlaklık gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesini sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LTST-C19FD1WT, her bir sınıf için +/-%15 dahili tolerans ile harf tabanlı bir ışık şiddeti sınıflandırma sistemi kullanır. Doğal malzeme verimliliği farklılıkları nedeniyle, her renk için mevcut sınıflar da değişiklik gösterir.

• Mavi Işık (InGaN):Kademe N (28-45 mcd), P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).
• Yeşil ışık (InGaN):Kademe Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd), S (180-280 mcd), T (280-450 mcd). Üst aralığının mavi ışıktan daha yüksek olduğuna dikkat edin.
• Turuncu ışık (AlInGaP):P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd) parlaklık seviyeleri.

Sipariş verirken, parlaklık seviyesi kodunu belirtmek, tüm üretim partisi boyunca parlaklık tutarlılığını garanti eder. Örneğin, "Yeşil Işık, T seviyesi" belirtmek, bu üründe mevcut en yüksek parlaklığa sahip yeşil ışık yongasının temin edilmesini sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik eğrilere atıfta bulunsa da, genel yorumu standart LED fiziksel özelliklerine dayanır.

• IV Eğrisi (Akım vs. Gerilim):İleri voltaj (VF), akımla logaritmik olarak artar. Turuncu ışık çipleri (AlInGaP) genellikle mavi/yeşil ışık çiplerine (InGaN) kıyasla daha düşük bir eşik voltajına sahiptir (yaklaşık 1.8-2.0V'ye karşı yaklaşık 3.0-3.2V). Eşik aşıldıktan sonra voltaj artışı daha doğrusal hale gelir.
• Işık şiddeti vs. ileri akım:Maksimum derecelendirilmiş akıma ulaşmadan önce, şiddet kabaca ileri akımla orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda, ısı artışı nedeniyle verimlilik (lümen/watt) genellikle düşer.
• Sıcaklık özellikleri:Işık şiddeti genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. İleri yönlü voltaj da sıcaklık arttıkça düşer (VF negatif sıcaklık katsayısına sahiptir).
• Spektral Dağılım:Her çip, dar bir dalga boyu bandında, tepe noktası λp'de olacak şekilde ışık yayar. Turuncu ışık AlInGaP spektrumu genellikle mavi ve yeşil ışık InGaN spektrumundan daha dardır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Bu cihaz, endüstri standardı SMD paket boyutlarına uygundur. Temel boyutlar arasında yaklaşık 3.2mm x 1.6mm gövde boyutu ve yalnızca 0.55mm yükseklik bulunur. Bacak ataması doğru yönlendirme için kritiktir: Bacak 1: Mavi ışık (InGaN) anodu, Bacak 2: Turuncu ışık (AlInGaP) anodu, Bacak 3: Yeşil ışık (InGaN) anodu. Her üç çipin katodu dahili olarak kalan terminale bağlanmıştır. Doğru lehimleme ve ısı dağılımı sağlamak için, şartname kitapçığındaki "Önerilen Baskılı Devre Kartı Montaj Pedi" şemasında gösterilen kesin ped düzeni takip edilmelidir.

5.2 Polarite Tanıma

Polarite genellikle LED paketi üzerindeki, örneğin bacak 1 yakınındaki bir nokta, çentik veya eğik kenar gibi bir işaretle belirtilir. PCB ipek baskısı, montaj hatalarını önlemek için bu işareti net bir şekilde yansıtmalıdır. Yanlış polarite, LED'in yanmamasına neden olacak ve sürücü devresi yüksek ters voltaj uygularsa cihaza stres yükleyebilecektir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Bu cihaz, kurşunsuz (Pb-free) kızılötesi reflow kaynağı için derecelendirilmiştir. Önerilen ısıl profil, ön ısıtma bölgesi (150-200°C), kontrollü ısınma ile 260°C'ye kadar zirve sıcaklığı ve zirve sıcaklıkta bekleme süresini (TAL) içerir; zirve sıcaklık en fazla 10 saniye sürdürülmelidir. Toplam ön ısıtma süresi 120 saniyeyi aşmamalıdır. Bu parametreler, termal şok ve epoksi paket ile iç bağlantı tellerinde hasarı önlemek için JEDEC standardına dayanmaktadır. Isıl profil, spesifik PCB montaj koşullarına göre karakterize edilmelidir.

6.2 Depolama ve İşletme

• ESD (Elektrostatik Deşarj) Önlemleri:LED'ler ESD'ye karşı hassastır. İşlemler, topraklanmış bileklik ve iletken köpük kullanılarak ESD korumalı çalışma istasyonunda yapılmalıdır.
• Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL):该器件等级为MSL 3。当原装防潮袋打开后，元件必须在暴露于工厂车间条件（<30°C/60% RH）后的168小时（1周）内完成焊接。如果超过此时间，需要在60°C下烘烤至少20小时以去除吸收的水分，防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
• Uzun Süreli Depolama:Açılmamış torbalar ≤30°C ve ≤%90 RH ortamında saklanmalıdır. Açılmış cihazlar, kurutuculu bir dolapta veya desikantlı hava geçirmez bir kapta saklanmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizleme (gerekirse), izopropil alkol (IPA) veya etanol gibi hafif alkol bazlı bir çözücü kullanılarak yapılmalıdır. Oda sıcaklığında kısa süreli (bir dakikadan az) daldırma uygulanmalıdır. Aşındırıcı veya belirtilmemiş kimyasalların kullanılması, lens malzemesine veya paketleme işaretlerine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LTST-C19FD1WT, 7 inç (178mm) çapında makaralarda, endüstri standardı basılı taşıyıcı bant formunda tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıyıcı bant ve makara boyutları ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur ve otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Tam makaradan daha az miktarlar için, genellikle kalan kısım için minimum paketleme miktarı 1000 adettir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devresi

Her renk çip, kendi akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü ile bağımsız olarak sürülmelidir. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Besleme Voltajı - LED İleri Voltajı) / İleri Akım. Örneğin, 5V besleme ile mavi bir LED'i sürerken, hedef IF 20mA ve tipik VF 3.5V ise: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 Ohm. Standart 75Ω veya 82Ω direnç uygundur. Direncin güç derecesi en az I²R = (0.02)² * 75 = 0.03W olmalıdır, bu nedenle 1/10W (0.1W) bir direnç yeterlidir. PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) karartma veya dinamik renk karıştırma için mikrodenetleyiciler veya özel LED sürücü IC'ler kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Düşük güç tüketimine rağmen, LED pedlerinin etrafında yeterli PCB bakır alanı bulundurmak, ısının bağlantı bölgesinden uzaklaştırılmasına yardımcı olarak parlaklık ve kullanım ömrünün korunmasını sağlar.
• Akım Eşleştirme:Birden fazla rengin aynı anda yanması durumunda düzgün bir görünür parlaklık elde etmek için, farklı ışık şiddetleri ve insan gözünün hassasiyeti (fotopik tepki) dikkate alınmalıdır. Dengeli bir beyaz ışık veya diğer renk karışımları için sürücü akımlarının bağımsız olarak ayarlanması gerekebilir (örneğin, daha parlak yeşil çipler için daha düşük akım kullanımı).
• Ters Gerilim Koruması:LED'lerin ters polarma gerilimine maruz kalabileceği devrelerde (örneğin, çoklama dizilerinde), her LED dizisine paralel bir şönt diyot bağlanması cihazı korumak için önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-C19FD1WT'nin temel farklılaşması, ultra ince 0.55mm paketi içinde "tam renk" yeteneği sunmasıdır. Üç ayrı tek renkli 0603 veya 0402 LED kullanımıyla karşılaştırıldığında, bu entegre çözüm önemli ölçüde alan tasarrufu sağlar, montaj sürecini basitleştirir (bir bileşen vs. üç bileşen) ve ışık kaynaklarının birbirine daha yakın olması nedeniyle potansiyel olarak daha iyi renk karışımı elde edilebilir. Mavi/yeşil çipler için InGaN, turuncu çip için AlInGaP kullanımı, tüm spektrum boyunca yüksek verimlilik ve iyi renk doygunluğu sağlar. Alternatif çözümler, renk filtresi kullanan beyaz LED'ler veya özel RGB LED paketleri olabilir; bunlar daha kalın olabilir veya farklı sürüş voltajı gereksinimlerine sahip olabilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)

10.1 Beyaz ışık üretmek için üç rengi aynı anda sürebilir miyim?

Evet, kırmızı (turuncu), yeşil ve mavi çipleri uygun akım oranlarıyla sürerek, beyaz dahil olmak üzere çeşitli renkler üretmek için ışığı karıştırabilirsiniz. Ancak, belirli turuncu dalga boyu (ana dalga boyu 605-611nm) derin kırmızı olmadığından, gerçek kırmızı ışık çipi kullanan bir LED ile karşılaştırıldığında, üretilen "beyaz ışık" daha sıcak veya sınırlı bir renk gamına sahip olabilir. Belirli bir beyaz noktaya (örneğin D65) ulaşmak, hassas akım kontrolü gerektirir ve kalibrasyon içerebilir.

10.2 Turuncu çipin maksimum ileri akımı neden farklıdır?

Turuncu çipler AlInGaP yarı iletken teknolojisini kullanırken, mavi ve yeşil çipler InGaN kullanır. Bu farklı malzeme sistemleri, akım yoğunluğu dayanımı, dahili verimlilik ve termal özellikler bakımından doğal farklılıklara sahiptir; bu da üreticilerin aynı paketleme termal kısıtlamaları altında turuncu çip için daha yüksek bir güvenli sürekli akım belirlemesine (30mA'ye karşı 20mA) yol açar.

10.3 260°C'yi 10 saniye aşan reflow lehimleme özelliklerine uyulmazsa ne olur?

Önerilen termal profilin aşılması, birden fazla arızaya yol açabilir: epoksi paket katman ayrışması, silikon çip veya substrat çatlaması, fosfor (varsa) bozulması veya dahili altın tel bağlantı hatası. Bu büyük olasılıkla anında arızaya (ışık çıkışı yok) veya uzun vadeli güvenilirliğin önemli ölçüde azalmasına neden olur.

11. Gerçek Uygulama Örnekleri

Senaryo: Ağ yönlendiricisinin çok işlevli durum göstergesi.Tek bir LTST-C19FD1WT, güç (sabit turuncu), ağ aktivitesi (yanıp sönen yeşil) ve hata durumu (yanıp sönen mavi) göstergeleri için üç bağımsız LED'in yerini alabilir. Mikrodenetleyicinin GPIO pinleri, her biri Bölüm 8.1'de hesaplandığı gibi bir akım sınırlama direnci ile seri bağlanarak her rengi bağımsız olarak kontrol eder. 130 derecelik geniş görüş açısı, göstergenin odanın herhangi bir yerinden görülebilmesini sağlar. Ultra ince form faktörü, ince panel çerçevelerinin arkasına monte edilmesine olanak tanır. Mikrodenetleyicide PWM kullanılarak, farklı ortam aydınlatma koşullarında optimum görünürlük için her rengin parlaklığı ayarlanabilir.

12. Çalışma Prensibi Özeti

Işık Yayan Diyot (LED), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar ile p-tipi malzemeden gelen delikler yeniden birleşir ve enerjiyi foton şeklinde salar. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. LTST-C19FD1WT, iki malzeme sistemi kullanır: Mavi ve yeşil çipler için daha geniş bant aralığına sahip indiyum galyum nitrür (InGaN); ve turuncu çip için daha dar bant aralığına sahip, daha uzun dalga boylarına (kırmızı/turuncu) karşılık gelen alüminyum indiyum galyum fosfür (AlInGaP). Yayıcı beyaz lens, çipi paketleyerek mekanik koruma sağlar, ışık çıkış hüzmesini şekillendirir ve birden fazla çip aktif olduğunda renkleri karıştırır.

13. Teknoloji Trendleri

LTST-C19FD1WT gibi SMD LED'lerin gelişimi, optoelektroniğin daha geniş trendlerini takip eder: artan entegrasyon, küçülme ve verimlilik artışı. Gelecek nesiller daha ince paketleme, daha yüksek ışık verimliliği (watt başına daha fazla ışık çıkışı) ve karışık beyaz ışık uygulamaları için geliştirilmiş renksel geriverim indeksine (CRI) sahip olabilir. Bir diğer trend, üst düzey ekran uygulamaları için daha tutarlı renk ve parlaklık sağlamak amacıyla daha sıkı sınıflandırma toleranslarıdır. Gelişmiş düşük güçlü dijital mantıkla (örneğin 1.8V veya 3.3V sistemler) uyumluluk için daha düşük voltajlı çalışmaya yönelik itici güç, süregelen bir başka gelişim alanıdır.