SMD LED LTST-E142TGKEKT Veri Sayfası - Paket 2.0x1.25x0.8mm - Voltaj 2.8-3.8V/1.7-2.5V - Güç 76mW/75mW - Yeşil/Kırmızı - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik baskılı devre kartı montajı için tasarlanmış bir yüzey montajlı LED bileşeninin özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, geniş bir elektronik ekipman yelpazesindeki alan kısıtlı uygulamalar için özellikle uygundur. Minyatür boyutu ve modern üretim süreçleriyle uyumluluğu, onu gösterge ve arka aydınlatma işlevleri için çok yönlü bir seçim haline getirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu bileşenin temel avantajları arasında RoHS direktiflerine uyumluluğu, otomatik yerleştirme için endüstri standardı 8 mm şerit üzerinde 7 inç makaralarda paketlenmesi ve kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle tam uyumluluğu yer alır. JEDEC Seviye 3 nem hassasiyeti standartlarına göre ön koşullandırılmıştır, bu da montaj sırasında güvenilirliği sağlar.

Hedef uygulamalar çeşitlidir; telekomünikasyon, ofis otomasyonu, ev aletleri ve endüstriyel ekipmanları kapsar. Belirli kullanımlar arasında durum göstergeleri, sinyal ve sembol aydınlatmaları ile güvenilir, kompakt aydınlatmanın gerekli olduğu ön panel arka aydınlatmaları yer alır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin ayrıntılı bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garantisi verilmez.

• Güç Harcaması (Pd): 76 mW (Yeşil), 75 mW (Kırmızı). Bu, LED'in sürekli olarak harcayabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)): Her iki renk için 80 mA. Bu yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir.
• DC İleri Akım (I_F): 20 mA (Yeşil), 30 mA (Kırmızı). Bu, güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Sıcaklık Aralığı: Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +100°C'dir.

2.2 Termal Özellikler

Termal performansı anlamak, güvenilirlik ve uzun ömürlülük için kritik öneme sahiptir.

• Maksimum Jonksiyon Sıcaklığı (T_j): Her iki renk için 115°C. Yarı iletken jonksiyon bu sıcaklığı aşmamalıdır.
• Termal Direnç, Bağlantı Noktasından Ortama (R_θJA): Tipik değerler 145 °C/W (Yeşil) ve 155 °C/W (Kırmızı)'dır. Bu parametre, ısının LED bağlantı noktasından çevredeki havaya ne kadar etkili bir şekilde aktarıldığını gösterir. Daha düşük bir değer daha iyi ısı dağılımı anlamına gelir.

2.3 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar standart test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir (I_F = 20mA).

• Işık Şiddeti (I_V): Yeşil: 710-1540 mcd (min-maks). Kırmızı: 140-420 mcd (min-maks). CIE fotopik göz tepkisine yaklaşan bir filtre ile ölçülmüştür.
• Görüş Açısı (2θ)_1/2): Genellikle Yeşil LED için 120 derecedir. Bu, ışık şiddetinin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P): Tipik 523 nm (Yeşil), 630 nm (Kırmızı).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): Yeşil: 515-530 nm. Kırmızı: 619-629 nm. Bu, ±1 nm toleransla algılanan rengi tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): Tipik 25 nm (Yeşil), 15 nm (Kırmızı). Yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): Yeşil: 2.8-3.8 V. Kırmızı: 1.7-2.5 V. Tolerans ±0.1V'dir. Bu, LED'in 20mA ile sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Yönlü Akım (I_R): V_R = 5V. Cihaz ters işlem için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca kızılötesi test referansı içindir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Cihazlar, bir üretim partisi içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için temel optik parametrelere göre bin'lere ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırma

LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre kategorize edilir.

Yeşil LED Sınıfları:

• V1: 710 - 910 mcd
• V2: 910 - 1185 mcd
• W1: 1185 - 1540 mcd

Her bir bin içindeki tolerans ±%11'dir.

Kırmızı LED Bins:

• R2: 140 - 185 mcd
• S1: 185 - 240 mcd
• S2: 240 - 315 mcd
• T1: 315 - 420 mcd

Her bir bin içindeki tolerans ±%11'dir.

3.2 Dominant Wavelength (λ_d) Sınıflandırma

Yeşil LED'ler için, renk tutarlılığını kontrol etmek amacıyla cihazlar ayrıca baskın dalga boyuna göre sınıflandırılır.

Yeşil LED Dalga Boyu Sınıfları:

• AP: 515 - 520 nm
• AQ: 520 - 525 nm
• AR: 525 - 530 nm

Her bir dalga boyu aralığı için tolerans ±1 nm'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 5), bunların tipik yorumları tasarım için çok önemlidir.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

Bu ilişki üstel bir ilişkidir. Yeşil LED için, V_F genellikle 20mA'de ~2.8V ile 3.8V arasında değişir. Kırmızı LED için V_F daha düşüktür, 20mA'de ~1.7V ile 2.5V arasında değişir. Tasarımcılar, besleme voltajına ve kullanılan LED bin'in spesifik V_F değerine dayanarak uygun akım sınırlayıcı dirençler veya sürücüler kullanmalıdır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti genellikle ileri akımla artar ancak doğrusal değildir. Önerilen DC ileri akımın (20mA/30mA) üzerinde çalıştırmak, aşırı ısı ve akım yoğunluğu nedeniyle hızlanmış lümen azalmasına, renk kaymasına ve ömrün kısalmasına yol açabilir.

4.3 Sıcaklık Karakteristikleri

LED performansı sıcaklığa bağlıdır. Tipik olarak, ileri voltaj (V_F) eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Daha kritik olarak, sıcaklık yükseldikçe ışık şiddeti düşer. Özellikle maksimum değerlere yakın çalışırken, kararlı ışık çıkışı ve uzun ömür sağlamak için etkin termal yönetim (PCB düzeni, bakır alanı vb. yoluyla) esastır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA standart paket şekline uygundur. Ayak izini tanımlayan temel boyutlar (milimetre cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.2mm): uzunluk, genişlik ve yüksekliktir. Spesifik pin ataması şu şekildedir: Pin 2 ve 3 Yeşil LED çipi (InGaN) içindir ve Pin 1 ve 4 Kırmızı LED çipi (AlInGaP) içindir. Lens şeffaftır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Yerleşimi

Uygun lehimleme ve mekanik kararlılık sağlamak için bir pad deseni sağlanmıştır. Bu önerilen ayak izine uymak, reflow sırasında iyi lehim bağlantısı oluşumunu kolaylaştırır, tombstoning'i önler ve LED paketinden PCB'ye ısı dağılımına yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

Doğru yönlendirme hayati önem taşır. Veri sayfası pin atamasını belirtir (Yeşil: pinler 2,3; Kırmızı: pinler 1,4). PCB ipek baskısı ve ayak izi, montaj hatalarını önlemek için katot/anot veya pin 1 konumunu açıkça göstermelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

6.1 IR Reflow Lehimleme Parametreleri

Bileşen kurşunsuz (Pb'siz) IR reflow işlemleriyle uyumludur. J-STD-020B'ye uygun önerilen bir profil referans alınmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: Maksimum 150-200°C.
• Sıvılaşma sıcaklığının üzerindeki süre: Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Tepe noktasında süre: Maksimum 10 saniye (en fazla iki yeniden akış döngüsü).

Profiller, spesifik PCB montajı için karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimleme (Lehim Havyası)

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi: Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Limit: Yalnızca bir lehimleme döngüsüne izin verilir, termal hasarı önlemek için.

6.3 Depolama Koşulları

Nem hassasiyeti kritik bir faktördür (JEDEC Level 3).

• Mühürlü Torba: ≤30°C ve ≤%70 RH koşullarında saklayınız. Torba mühürlendikten sonra bir yıl içinde kullanınız.
• Torba Açıldıktan Sonra: ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde saklayın. IR yeniden akış işleminin 168 saat (7 gün) içinde tamamlanması önerilir.
• Uzatılmış Depolama (Açılmış): Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
• Yeniden Fırınlama: 168 saatten fazla maruz kalındıysa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat fırınlayın.

6.4 Temizlik

Montaj sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süre bekletin. Belirtilmemiş kimyasalları kullanmayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşen, otomatik yerleştirme makineleri için kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir.

• Bant Genişliği: 8 mm.
• Makara Çapı: 7 inç (178 mm).
• Makara Başına Miktar: 4000 adet.
• Minimum Order Quantity (MOQ): Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme Standardı: ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Boş cepler kapak bandı ile kapatılmıştır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED, akım sınırlayıcı bir mekanizma gerektirir. En basit yöntem seri bir dirençtir. Direnç değeri (R_s) şu şekilde hesaplanır: R_s = (V_supply - V_F) / I_F. Tasarımda muhafazakâr bir yaklaşım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın; bileşen toleransları dâhilinde I_F sınırları aşmasın. Çift renkli cihaz için, karışık renk veya alternatif çalışma modlarında her bir renk kanalının bağımsız akım kontrolü gereklidir.

8.2 Tasarım Hususları ve Önlemler

• Akım Sürüşü: Her zaman sabit bir akımla sürün veya seri bir direnç kullanın. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Termal Yönetim: Özellikle yüksek parlaklık sınıfları veya sürekli çalışma için, PCB üzerindeki LED pedlerine bağlı bakır alanını bir soğutucu olarak kullanmak için maksimize edin.
• ESD Koruması: Hassas olarak açıkça belirtilmemiş olsa da, tüm yarı iletken cihazlar için ESD önlemleri ile kullanım iyi bir uygulamadır.
• Ters Gerilim: Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Devrede doğru polariteyi sağlayın.
• Uygulama Kapsamı: Bileşen, standart elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar (örneğin havacılık, tıbbi, güvenlik sistemleri) için özel niteliklendirme ve danışmanlık gereklidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

Bu çift renkli SMD LED, iki farklı gösterge rengi (Yeşil ve Kırmızı) gerektiren uygulamalar için kompakt, tek paketli bir çözüm sunarak, iki ayrı tek renkli LED kullanımına kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar. Yeşil için InGaN ve kırmızı için AlInGaP kullanımı verimli, doygun renkler sağlar. Yüksek hacimli, otomatik IR reflow montajı ile uyumluluğu, manuel veya dalga lehimleme gerektiren LED'lerden farkını ortaya koyar. Detaylı bin yapısı, tasarımcıların maliyet ve performans hedeflerine uygun tutarlılık seviyelerini seçmelerine olanak tanır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Yeşil ve Kırmızı LED'leri aynı anda tam akımlarında sürebilir miyim?

Hayır, aynı pinlerden değil. Yeşil ve Kırmızı çipler elektriksel olarak ayrıdır, farklı pin çiftlerine bağlanır (Yeşil için 2,3; Kırmızı için 1,4). Bağımsız akım kaynakları veya ayrı seri dirençler ile sürülmelidirler. Paketin toplam güç dağılımı aşılmamalıdır, bu da her iki çipin eşzamanlı çalıştırılması durumunda birleşik ısının dikkate alınmasını gerektirir.

10.2 Yeşil ve Kırmızı LED'lerde ileri yön gerilimi neden farklıdır?

İleri voltaj, yarı iletken malzemenin bant aralığının temel bir özelliğidir. InGaN'dan gelen yeşil ışık, AlInGaP'den gelen kırmızı ışıktan daha yüksek foton enerjisine (daha kısa dalga boyu) sahiptir, bu da daha büyük bir yarı iletken bant aralığı ile ilişkilidir. Daha büyük bir bant aralığı tipik olarak daha yüksek bir ileri voltajla sonuçlanır, bu da Yeşil LED'in daha yüksek V_F Kırmızı LED'e (1.7-2.5V) kıyasla daha geniş bir voltaj aralığına (2.8-3.8V) sahiptir.

10.3 "Preconditioning to JEDEC Level 3" ne anlama gelir?

Bu, bileşenin JEDEC standartlarına göre Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3 olarak sınıflandırıldığı anlamına gelir. Bu, cihazın nem korumalı torba açıldıktan sonra, yeniden akış lehimleme öncesinde pişirme gerektirmeden, fabrika ortam koşullarına (≤30°C/%60 RH) en fazla 168 saat (7 gün) maruz kalabileceğini gösterir. Bu raf ömrünün aşılması durumunda, depolama bölümünde belirtilen pişirme prosedürü gerekir.

10.4 Işık şiddeti sınıfı kodlarını (V1, W1, R2, T1, vb.) nasıl yorumlarım?

Bunlar, ölçülen ışık çıkışının belirli aralıklarına atanmış rastgele etiketlerdir. Örneğin, "W1" sınıfından bir Yeşil LED, 20mA ile sürüldüğünde 1185 ile 1540 mcd arasında bir şiddete sahip olacaktır. Belirli bir sınıf kodu sipariş etmek, tanımlanmış bu aralık içinde parlaklığa sahip LED'ler almanızı sağlar ve ürününüzün görünümünde tutarlılığı teşvik eder.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Durumu

Senaryo: Bir Ağ Yönlendiricisi için Çift Durum Göstergesi
Bir tasarımcı, bir yönlendiricinin ön panelinde "Güç/Etkinlik" (Yeşil) ve "Arıza/Uyarı" (Kırmızı) göstermek için tek bir bileşene ihtiyaç duyar. LTST-E142TGKEKT kullanımı alandan tasarruf sağlar. Mikrodenetleyici GPIO pinleri, her bir rengi ayrı akım sınırlayıcı dirençler üzerinden sürer. Yeşil LED (pin 2'den sürülür, pin 3 toprağa bağlanır) sabit veya yanıp sönen ışıkla normal çalışmayı gösterir. Kırmızı LED (pin 1'den sürülür, pin 4 toprağa bağlanır) bir sistem hatasında yanar. 120 derecelik görüş açısı geniş bir açıdan görünürlük sağlar. Tasarımcı, aşırı güç tüketimi olmadan yeterli parlaklık için orta seviye bir yoğunluk grubunu (örneğin, Yeşil için V2, Kırmızı için S1) seçer. PCB düzeni önerilen pad tasarımını takip eder ve bir toprak katmanına bağlı geniş bir termal rahatlatma içerir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen boşluklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda açığa çıkarır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Bu bileşende, yeşil ışık yayıcı için İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) ve kırmızı ışık yayıcı için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) kullanılmıştır; her biri kendi spektral bölgelerindeki verimlilik ve renk özellikleri için seçilmiştir.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED'lerin alanı, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renksel geriverim ve daha fazla minyatürleşmeye doğru evrimini sürdürmektedir. Ayarlanabilir beyaz veya tam renkli uygulamalar için birden fazla renk çipini (RGB, RGBW) tek bir pakette entegre etme eğilimi vardır. Ayrıca, paketleme malzemeleri ve termal yönetim tekniklerindeki ilerlemeler, güç yoğunluğu ve güvenilirliğin sınırlarını zorlayarak SMD LED'lerin otomotiv aydınlatması ve özel endüstriyel göstergeler de dahil olmak üzere giderek daha zorlu uygulamalarda kullanılmasına olanak tanımaktadır. Sürdürülebilirlik çabaları aynı zamanda çevresel etkisi daha düşük malzeme ve süreçlere vurgu yapmaktadır.