SMD RGB LED LTST-S32F1KT-5A Veri Sayfası - Tam Renk Çip - Gerilim 1.6-3.1V - Güç 75-80mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-S32F1KT-5A, kompakt, yan bakışlı, tam renkli bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED lambasıdır. Tek bir paket içinde üç farklı yarı iletken çip entegre eder: kırmızı ışık için bir AlInGaP çipi ve yeşil ile mavi ışık için iki InGaN çipi. Bu konfigürasyon, üç kanalın ayrı ayrı veya birleşik kontrolü ile geniş bir renk spektrumu üretilmesini sağlar. Cihaz, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, lehimlenebilirliği artıran kalay kaplı terminasyonlara ve kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme profilleriyle uyumluluğa sahiptir.

Ana tasarım hedefi, durum göstergesi, arka aydınlatma veya sembolik aydınlatmanın gerekli olduğu alan kısıtlı uygulamalar için güvenilir, yüksek parlaklıklı bir RGB ışık kaynağı sağlamaktır. Minyatür boyutu ve yan yayımlı lens profili, ön yüzey alanının sınırlı olduğu ancak yan görünürlüğün kritik önem taşıdığı ince tüketici elektroniği, iletişim cihazları ve endüstriyel kontrol panellerine entegrasyon için özellikle uygundur.

1.1 Özellikler

• RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Su berraklığında lensli yan bakışlı optik tasarım.
• Ultra parlak InGaN (Yeşil/Mavi için) ve AlInGaP (Kırmızı için) yarı iletken teknolojisini kullanır.
• Otomatik pick-and-place ekipmanları için standart 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paket şekillerine uygundur.
• Giriş mantığı uyumlu (I.C. uyumlu), mikrodenetleyici ve sürücü devreleriyle kolay arayüz sağlar.
• Yüksek hacimli kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle tamamen uyumludur.

1.2 Uygulamalar

• Telekomünikasyon ekipmanları (örn., hücresel baz istasyonları, yönlendiriciler).
• Ofis otomasyon cihazları (örn., yazıcılar, tarayıcılar, çok fonksiyonlu cihazlar).
• Ev aletleri gösterge panelleri ve kontrol arayüzleri.
• Endüstriyel ekipman durum ve arıza göstergeleri.
• Taşınabilir cihazlarda tuş takımı ve klavye arka aydınlatması.
• Genel amaçlı durum ve güç göstergeleri.
• Mikro ekranlar ve simge aydınlatması.
• Kontrol panellerinde sinyal ve sembolik aydınlatma elemanları.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, tanımlanmış test koşulları altında cihazın çalışma limitleri ve performans karakteristiklerinin detaylı bir analizini sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm veriler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya yakınında sürekli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):Kırmızı: 75 mW, Yeşil/Mavi: 80 mW. Bu, paket içinde ısı olarak izin verilen maksimum güç kaybıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):Kırmızı: 80 mA, Yeşil/Mavi: 100 mA. Sadece termal aşırı yüklenmeyi önlemek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) geçerlidir.
• DC İleri Akımı (I_F):Kırmızı: 30 mA, Yeşil/Mavi: 20 mA. Güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akım.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +100°C. Cihazın güç verilmediği durumda izin verilen sıcaklık aralığı.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır, Nem Hassasiyet Seviyesini (MSL) ve reflow kabiliyetini tanımlar.

2.2 Elektriksel & Optik Karakteristikler

Bunlar, standart test koşullarında (I_F= 5mA, Ta=25°C) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):Milikandela (mcd) cinsinden ölçülür. Minimum değerler: Kırmızı: 18.0 mcd, Yeşil: 45.0 mcd, Mavi: 11.2 mcd. Maksimum değerler: Kırmızı: 45.0 mcd, Yeşil: 180.0 mcd, Mavi: 45.0 mcd. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 130 derece. Işık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açıdır, ışın genişliğini tanımlar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):Tipik: Kırmızı: 632 nm, Yeşil: 520 nm, Mavi: 468 nm. Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):İnsan gözünün LED'in rengiyle eşleştiğini algıladığı tek dalga boyu. Aralık: Kırmızı: 617-631 nm (Tipik. 624 nm), Yeşil: 520-540 nm (Tipik. 527 nm), Mavi: 463-477 nm (Tipik. 470 nm).
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Tipik: Kırmızı: 17 nm, Yeşil: 35 nm, Mavi: 26 nm. Maksimum şiddetin yarısında ölçülen spektral bant genişliği, renk saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):I_F=5mA'da. Aralık: Kırmızı: 1.6 - 2.3 V, Yeşil: 2.7 - 3.1 V, Mavi: 2.7 - 3.1 V. Bu parametre de sınıflandırılır.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'da maksimum 10 µA. LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu test sadece kalite güvencesi içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. LTST-S32F1KT-5A, İleri Gerilim (V_F) ve Işık Şiddeti (I_V) için ayrı sınıflandırma kullanır.

3.1 İleri Gerilim (V_F) Sınıflandırması

Yeşil ve Mavi çipler için (I_F=5mA'da test edilir):

- Sınıf Kodu E7: V_F= 2.70V ila 2.90V.

- Sınıf Kodu E8: V_F= 2.90V ila 3.10V.

Her sınıfın toleransı ±0.1V'dir. Kırmızı çip V_Fbelirtilmiştir ancak bu belgede sınıflandırılmamıştır.

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

I_F=5mA'da ölçülür. Her sınıfın toleransı ±15%'tir.

Mavi:L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd).

Yeşil:P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd).

Kırmızı:M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd).

Sınıf kodu, ambalaj üzerinde işaretlenmiştir, bu da tasarımcıların çoklu LED dizileri için eşleşen parlaklığa sahip LED'leri seçmesine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik performans eğrileri, temel parametreler arasındaki ilişkiyi gösterir. Bunlar devre tasarımı ve termal yönetim için gereklidir.

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği:Her renk için sürücü akımı ve ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Önerilen DC akımın üzerinde çalışmak, azalan verim ve artan ısıya yol açar.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği:Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azaldığı termal sönümleme etkisini gösterir. Yüksek sıcaklık ortamları için uygun ısı emici veya akım düşürme gereklidir.
• İleri Gerilim - İleri Akım Grafiği:Diyodun I-V karakteristiğini gösterir. Dinamik direnç, açılma geriliminin üzerindeki eğrinin eğiminden çıkarılabilir.
• Spektral Dağılım:Her çip için bağıl ışıma gücünün dalga boyuna karşı grafiği, tepe noktasını (λ_p) ve spektral genişliği (Δλ) vurgular.

5. Mekanik & Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz standart bir SMD şekline uygundur. Kritik boyutlar gövde uzunluğu, genişliği ve yüksekliğinin yanı sıra PCB tasarımı için toprak deseni (footprint) önerilerini içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.1mm'dir. Detaylı bir diyagram pin atamasını belirtir: Pin 1 Kırmızı anot, Pin 2 Yeşil anot ve Pin 3 Mavi anot. Her üç çipin katotları dahili olarak Pin 4'e bağlıdır.

5.2 Önerilen PCB Pad Tasarımı & Polarite

Reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için bir toprak deseni diyagramı sağlanmıştır. Tasarım, lehim filetolarını barındırır ve "mezar taşı" oluşumunu önler. Polarite, cihaz gövdesinde Pin 1'e (Kırmızı) karşılık gelen bir işaretleme (genellikle bir nokta veya pahlı köşe) ile açıkça belirtilmiştir.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili (Kurşunsuz Süreç)

Bir zaman-sıcaklık grafiği önerilen reflow lehimleme profilini tanımlar:

- Ön Isıtma: 150-200°C, en fazla 120 saniye.

- Reflow: Tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamalı.

- 260°C üzerinde geçirilen süre: Maksimum 10 saniye.

- Geçiş sayısı: Maksimum iki reflow döngüsü.

Havya ile el lehimlemesi için: Sıcaklık ≤300°C, süre ≤3 saniye, sadece bir kez.

6.2 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Daldırma normal sıcaklıkta bir dakikadan az olmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.3 Depolama & Taşıma

• ESD Önlemleri:Cihaz elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Taşıma, topraklanmış bileklik bantları, antistatik paspaslar ve uygun şekilde topraklanmış ekipman içermelidir.
• Nem Hassasiyeti:MSL 3 olarak paketlenmiştir. Orijinal nem bariyerli torba açıldıktan sonra, bileşenler fabrika zemin koşullarında (≤30°C/%60 RH) bir hafta (168 saat) içinde reflow lehimlenmelidir. Torbadan çıkarılmış daha uzun süreli depolama için kuru dolap veya desikatörlü kap kullanın. Bir haftayı aşan süre maruz kalan bileşenler, "popcorning" (patlama) etkisini önlemek için reflow öncesinde kurutma gerektirir (örn., 60°C'de 20 saat).

7. Paketleme & Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, koruyucu kapak şeridi olan kabartmalı taşıyıcı şeritte ve 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılı olarak tedarik edilir.

- Makara başına adet: 3000 parça.

- Artık parçalar için minimum sipariş miktarı: 500 parça.

- Şerit genişliği: 8mm.

- Yuva aralığı ve makara boyutları ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur.

- Şeritte izin verilen maksimum ardışık eksik bileşen sayısı ikidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Her renk kanalı (Kırmızı, Yeşil, Mavi), bir akım sınırlayıcı direnç veya tercihen sabit akımlı bir sürücü ile bağımsız olarak sürülmelidir. İleri gerilim renge göre farklılık gösterir (Kırmızı ~2.0V, Yeşil/Mavi ~3.0V), bu nedenle seri dirençlerle ortak bir voltaj kaynağı kullanılıyorsa ayrı akım ayarlama hesaplamaları gereklidir. PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) karartma veya renk karıştırma için, sürücünün gerekli frekans ve akımı kaldırabildiğinden emin olun.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle maksimum akımda veya yakınında sürüldüğünde, ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı veya cihazın termal pad'i altında termal viyalar sağlayın (varsa).
• Akım Düşürme:Sıcaklık aralığının üst ucuna (+80°C) yakın çalışma için, güvenilirliği korumak ve hızlanmış lümen kaybını önlemek için ileri akımı düşürün.
• Optik Tasarım:Yan yayımlı profil, ışık kılavuzu veya dalga kılavuzu uygulamaları için idealdir. Işık kılavuzları tasarlarken 130 derecelik görüş açısını dikkate alarak düzgün aydınlatma sağlayın.

9. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

LTST-S32F1KT-5A'nın temel farklılaştırıcıları, özelliklerinin spesifik kombinasyonunda yatar:

- Yan Bakışlı vs. Üstten Görünümlü:Yaygın üstten yayımlı LED'lerin aksine, bu cihaz yandan ışık yayar, kenardan aydınlatmalı paneller veya PCB'nin dikey yüzeyindeki durum göstergeleri için benzersiz mekanik entegrasyon sağlar.

- Tek Pakette Tam Renk:Üç ana renk çipini entegre eder, üç ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla kart alanından tasarruf sağlar.

- Teknoloji Karışımı:Her renk için en uygun yarı iletken malzemeyi kullanır: kırmızı için yüksek verimli AlInGaP ve yeşil/mavi için yüksek parlaklıklı InGaN, bu da genel olarak iyi ışık verimliliği ile sonuçlanır.

- Sağlam Yapı:Kalay kaplı uçlar ve sert IR reflow profilleriyle uyumluluk, modern, yüksek hacimli üretim için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Üç rengi de tek bir 5V kaynaktan sürebilir miyim?

C: Evet, ancak her kanal için ayrı akım sınırlayıcı dirençler kullanmalısınız. Direnç değerini R = (V_kaynak- V_F) / I_F olarak hesaplayın. Güvenli bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın. Örneğin, Mavi kanal için 20mA'de: R = (5V - 3.1V) / 0.02A = 95 Ohm (100 Ohm kullanın).

S2: Neden maksimum DC akım Kırmızı (30mA) ve Yeşil/Mavi (20mA) için farklı?

C: Bu öncelikle AlInGaP (Kırmızı) ve InGaN (Yeşil/Mavi) yarı iletken malzemelerinin iç kuantum verimliliği ve termal karakteristiklerindeki farklılıklardan kaynaklanır. Kırmızı çip, aynı paket termal kısıtlamaları içinde tipik olarak daha yüksek akım yoğunluklarını kaldırabilir.

S3: Bu RGB LED ile beyaz ışığı nasıl elde ederim?

C: Beyaz ışık, Kırmızı, Yeşil ve Mavi çiplerin belirli akım oranlarında aynı anda sürülmesiyle oluşturulur. Kesin oran, istenen beyaz noktaya (örn., soğuk beyaz, sıcak beyaz) ve kullanılan LED'lerin spesifik sınıfına bağlıdır. Bu, hassas sonuçlar için kalibrasyon veya bir renk sensörü geri besleme döngüsü kullanımını gerektirir.

S4: Sınıf kodlarının önemi nedir?

A: Sınıf kodları renk ve parlaklık tutarlılığını sağlar. Birden fazla LED kullanan uygulamalar için (ışık çubuğu gibi), aynı V_F ve I_V sınıflarından LED'leri belirlemek ve kullanmak, bitişik cihazlar arasında renk tonu veya parlaklıkta görünür farklılıklardan kaçınmak için kritiktir.

11. Pratik Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, gücü (sabit yeşil), aktiviteyi (yanıp sönen yeşil), hatayı (kırmızı) ve kurulum modunu (mavi) gösteren bir yönlendirici için çok renkli bir durum göstergesine ihtiyaç duyar. LTST-S32F1KT-5A kullanmak, üç ayrı LED'e kıyasla alandan tasarruf sağlar. Yan yayımlı tasarım, ışığın ince yönlendirici kasanın ön paneline uzanan bir ışık kılavuzuna bağlanmasına olanak tanır. Bir mikrodenetleyicinin GPIO pinleri, her biri bir seri dirençle (5-10mA sürüş için hesaplanmış) bireysel renkleri kontrol eder. Geniş görüş açısı, göstergenin bir odadaki çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), yarı iletken p-n eklem cihazlarıdır. İleri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar, aktif katman içinde p-tipi bölgeden gelen deliklerle yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. LTST-S32F1KT-5A şunları kullanır:

- AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür):Kırmızı ve kehribar ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahip bir malzeme sistemi. Kırmızı-turuncu spektrumunda yüksek verimlilik sunar.

- InGaN (İndiyum Galyum Nitrür):İndiyum içeriğine bağlı olarak morötesinden maviye ve yeşile kadar ışık yayabilen ayarlanabilir bant aralığına sahip bir malzeme sistemi. Yüksek parlaklıklı mavi ve yeşil LED'ler için standarttır.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'ler için genel eğilim şunları içerir:

- Artırılmış Verimlilik:Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, watt başına daha yüksek lümenlere (lm/W) yol açar, aynı ışık çıkışı için güç tüketimini azaltır.

- Küçültme:Optik gücü korurken veya artırırken paket boyutunda sürekli azalma.

- Geliştirilmiş Renksel Geriverim & Tutarlılık:Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve yeni fosfor teknolojileri (beyaz LED'ler için) daha tutarlı renk noktaları ve daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) sağlar.

- Entegre Zeka:Basitleştirilmiş sistem tasarımı için dahili sürücüler, kontrolörler ve iletişim arayüzleri (örn., I2C, SPI) içeren "akıllı LED" modüllerinin büyümesi. LTST-S32F1KT-5A ayrık bir bileşen olsa da, endüstri karmaşık aydınlatma görevleri için daha entegre çözümlere doğru ilerlemektedir.