EMC3030 Tam Renkli LED Veri Sayfası - Boyutlar 3.0x3.0mm - Gerilim 1.6-3.4V - Güç 0.468-0.648W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

EMC3030 serisi, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı, tam renkli bir yüzey montaj LED'dir. Bu bileşen, kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) çipleri kompakt bir 3.0mm x 3.0mm paket içinde entegre ederek, toplamsal renk karıştırma yoluyla geniş bir renk spektrumu oluşturmayı sağlar. Ana tasarım odağı, yüksek sürücü akımları altında sağlam çalışmayı sürdürürken yüksek ışık çıkışı ve verimlilik sunmaktır.

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel teknik parametrelerin detaylı ve nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

The luminous flux output is measured at a standard test current (I_F) of 150mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C. The typical ranges are:

• Red Chip: 22 to 28 lumens (lm)
• Green Chip: 44 to 51 lm
• Blue Chip: 7 to 12 lm

Bu ışık akısı değerleri için ±%7'lik bir ölçüm toleransı uygulanır. Beyaz ışık karışımları için ilişkili renk sıcaklığı (CCT), bireysel çiplerin birleşik çıkışına dayanarak CIE 1931 renklilik diyagramından türetilir.

The device features a wide viewing angle (2θ_1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 Elektriksel Parametreler

The forward voltage (V_F) varies by chip color at I_F = 150mA:

• Red: 1.6V to 2.6V (Typical)
• Green: 2.6V to 3.4V (Typical)
• Blue: 2.6V to 3.4V (Typical)

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (V_R) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (I_R) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 Termal ve Mutlak Maksimum Değerler

LED'i bu sınırların ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir.

• Maximum Forward Current (I_F): 180mA (Continuous) for all colors.
• Maximum Pulse Forward Current (I_FP): 250mA (Pulse width ≤100µs, Duty cycle ≤1/10).
• Maximum Power Dissipation (P_D):
  • Red: 468 mW
  • Yeşil: 648 mW
  • Mavi: 648 mW
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +105°C.
• Thermal Resistance (R_{th j-sp}): The thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB is typically 5°C/W for all colors at I_F=150mA. This low value is crucial for effective heat management.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified P_D ratings to ensure reliability.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at I_F = 150mA and T_a = 25°C.

3.1 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Bu, her bir çip tarafından yayılan ışığın kesin rengini tanımlar.

• Red: Binned into codes RB2 (615-620nm), RC1 (620-625nm), and RC2 (625-630nm).
• Green: Binned into a single code GC3, covering a range from 520nm to 535nm in 2.5nm steps (e.g., 520-522.5nm, 522.5-525nm, etc.).
• Blue: Binned into multiple codes: BB3 (450-452.5nm), BB4 (452.5-455nm), up to BC6 (467.5-470nm).

Dalga boyu ölçümü için tolerans ±1nm'dir.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, ışık çıkışlarına göre gruplandırılır.

• Red: Code DR0 (22-28 lm)
• Green: Code DG0 (44-51 lm)
• Blue: Code DB0 (7-12 lm)

Işık akısı ölçümü için tolerans ±%7'dir.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Bu sınıflandırma, devre tasarımında elektriksel uyumluluğu sağlar. Gerilim sınıfları AB2 (1.8-2.0V) ile AF1 (3.2-3.4V) arasında değişir ve ölçüm toleransı ±0.1V'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli grafikler içerir. Bunları anlamak, optimal tasarımın anahtarıdır.

• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig. 3): This curve shows how light output increases with drive current. It is typically non-linear, and operating near the maximum current may reduce efficacy and lifespan.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig. 4): This IV curve is essential for driver design. The forward voltage increases with current, and the relationship differs slightly between the red, green, and blue chips due to their different semiconductor materials.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig. 5): This graph demonstrates thermal derating. As the ambient temperature rises, the light output decreases. Designers must account for this to maintain consistent brightness in warm environments.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig. 6): The forward voltage typically decreases as temperature increases. This characteristic is important for constant-current driver stability.
• Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig. 7): This derating curve is critical. It shows the maximum allowable forward current must be reduced as ambient temperature increases to prevent overheating. For example, at 85°C, the maximum current for the red chip is approximately 136.4mA, and for green/blue chips, it is around 93.7mA and 90.9mA respectively.
• Color Spectrum (Fig. 1) & Viewing Angle Distribution (Fig. 2): These figures provide visual references for the spectral output and beam pattern of the LED.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, bir EMC3030 yüzey montaj paketi içinde bulunur. Toplam boyutlar uzunlukta 3.0mm ve genişlikte 3.0mm'dir. Detaylı mekanik çizim, LED çiplerinin tam yerleşimini, katot/anot işaretlerini ve lens yapısını belirtir. Boyutlar için genel tolerans, aksi belirtilmedikçe ±0.2mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Tasarımı

PCB tasarımı için bir lehim pedi deseni (footprint) sağlanmıştır. Güvenilir lehimleme, uygun ısı transferi ve reflow sırasında tombstoning'i önlemek için bu önerilen ped düzenine uymak esastır. Ped boyutlarının toleransı ±0.1mm'dir.

5.3 Polarite Tanımlama

Paket, her bir renk çipi için katot (negatif) terminalini tanımlamak üzere işaretler içerir. LED'e zarar vermemek için doğru polarite bağlantısı zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Belirtilen profil kritik öneme sahiptir:

• Peak Package Body Temperature (T_p): Maximum 260°C.
• Time above Liquidous (T_L=217°C): 60 to 150 seconds.
• Time within 5°C of Peak Temperature: Maximum 30 seconds.
• Ramp-up Rate (T_L to T_p): Maximum 3°C/second.
• Ramp-down Rate (T_p to T_L): Maximum 6°C/second.
• Total Time from 25°C to Peak: Maximum 8 minutes.

Bu profili sıkı bir şekilde takip etmek, termal şoku ve LED paketi ile iç tel bağlantılarına zarar gelmesini önler.

6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Uygun ESD-güvenli taşıma prosedürlerini (bileklik, iletken paspaslar) kullanın. Belirtilen sıcaklık aralığında (-40°C ila +105°C) kuru, anti-statik bir ortamda saklayın. Lehimlemeden önce neme maruz kalmaktan kaçının; gerekirse, üreticinin kurutma talimatlarını izleyin.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Makara maksimum 5.000 adet tutabilir. Şeridin, cep aralığı ve makara çapı dahil boyutsal çizimi sağlanmıştır. 10 periyot üzerindeki kümülatif tolerans ±0.25mm'dir.

7.2 Parça Numaralandırma Sistemi

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

• Type Code: "3C" for the 3030 package.
• CCT/Color Code: "CW" for RGB (full color).
• Number of Serial/Parallel Chips, Component Code, Color Code: These digits specify internal configurations, binning selections (like wavelength and flux), and other product variants.

Belirli bir parça numarasının kesin performans özelliklerini çözmek için tam sınıflandırma tablosuna danışmak gereklidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Architectural Facade Lighting: Creating dynamic color-changing effects on buildings.
• Outdoor Landscape Lighting: Illuminating pathways, trees, and water features with colored light.
• Signage and Display Backlighting: For vibrant, attention-grabbing signs.
• Entertainment and Stage Lighting: Where programmable color is required.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Thermal Management: This is the most critical factor for longevity. Use a PCB with adequate thermal vias and, if necessary, an external heatsink to keep the solder point temperature within safe limits, especially when driving at high currents or in high ambient temperatures.
• Drive Current: Use a constant-current driver tailored for RGB LEDs. The current should be set based on the required brightness and thermal derating curves. Do not exceed the absolute maximum ratings.
• Color Mixing and Control: To achieve consistent white light or specific colors, use pulse-width modulation (PWM) to independently control the intensity of each chip. Consider the different luminous efficacies of the red, green, and blue chips in your control algorithm.
• Optics: Secondary optics (lenses, diffusers) may be needed to achieve the desired beam angle and color mixing uniformity.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında doğrudan rakip karşılaştırmaları bulunmasa da, EMC3030'un özellikleri rekabetçi konumunu vurgulamaktadır:

• vs. Smaller Packages (e.g., 3528): The 3030 package typically offers higher power handling and lumen output due to a larger thermal path and potentially larger chip size.
• vs. Standard 5050 RGB LEDs: The 3030 may offer a more compact solution with similar or better performance, allowing for higher pixel density in dense arrays or finer-pitch displays.
• Key Differentiators: The specified low thermal resistance (5°C/W) and high maximum drive current (180mA) suggest a design optimized for thermal performance, enabling sustained high-brightness operation compared to parts with higher thermal resistance.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (P_D) must not be exceeded. Driving red at 180mA (V_F~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (V_F~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

Uygulama:

1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

EMC3030, çok çipli bir LED'dir. Her çip, farklı malzeme sistemlerinden yapılmış bir yarı iletken diyottur:

• Red: Typically based on Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP).
• Green & Blue: Typically based on Indium Gallium Nitride (InGaN).

İleri yönlü gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesi içinde yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Işığın spesifik dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Üç ana renk (Kırmızı, Yeşil, Mavi) tek paket içinde toplamsal olarak birleştirilir. Her bir çipin yoğunluğunu bağımsız olarak kontrol ederek, çeşitli beyaz ışık tonları da dahil olmak üzere geniş bir renk spektrumu üretilebilir.

13. Teknoloji Trendleri

EMC3030 gibi tam renkli LED'lerin gelişimi, aydınlatma endüstrisindeki birkaç devam eden trend tarafından yönlendirilmektedir:

• Increased Efficacy (lm/W): Continuous improvements in epitaxial growth and chip design lead to higher light output per electrical watt, improving energy efficiency.
• Improved Color Rendering and Consistency: Advances in phosphor technology (for white LEDs) and tighter binning processes enable more accurate and consistent color production, which is critical for architectural and retail lighting.
• Higher Power Density and Better Thermal Management: Package designs are evolving to extract heat more efficiently, allowing for higher drive currents and sustained lumen output in compact form factors.
• Integration with Smart Controls: LEDs are increasingly designed to be paired with intelligent drivers and IoT connectivity, enabling dynamic color tuning, scheduling, and data collection for human-centric and energy-saving lighting solutions.
• Miniaturization: The push for smaller pixels in fine-pitch direct-view LED displays continues, though this balances against the need for thermal performance and light output.