LTST-B32JEGBK-AT Ultra İnce Tam Renkli Yüzeye Monte LED Veri Sayfası - RGB Üç Renk - 0.65mm Ultra İnce Yükseklik - 25mA/20mA İleri Akım - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTST-B32JEGBK-AT, modern elektronik uygulamalarda küçük boyutlu alanlarda canlı renk göstergesi veya arka aydınlatma gerektiren durumlar için tasarlanmış kompakt, tam renkli bir yüzeye montaj LED'dir. Bu cihaz, tek bir paket içinde üç farklı yarı iletken çip entegre eder: kırmızı ışık yayan bir AlInGaP çipi ve yeşil ile mavi ışık yayan iki InGaN çipi. Bu kombinasyon, üç ana renk kaynağının bağımsız veya birleşik kontrolü ile geniş bir renk gamı üretilmesini sağlar. En dikkat çekici özelliği, ultra ince tüketici elektroniği, giyilebilir cihazlar veya hassas kontrol panelleri gibi dikey alanın ciddi şekilde kısıtlı olduğu uygulamalara uygun olan son derece düşük 0.65 mm profil yüksekliğidir.

Bu LED, EIA standardına uygun, 7 inç çapında bir makara üzerine sarılmış 8mm taşıma bandı paketlemesi kullanır; bu, yüksek hacimli üretimde yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Ayrıca, kurşunsuz kızılötesi (IR) reflö lehimleme proses gereksinimlerini karşılar ve çağdaş çevre düzenlemeleri ile üretim standartlarına uygundur.

1.1 Ürün Özellikleri

• RoHS (Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması) Direktifi'ne uygundur.
• Ultra ince paketleme, yüksekliği yalnızca 0.65mm'dir.
• Yüksek ışık şiddeti elde etmek için kırmızı ışıkta verimli AlInGaP teknolojisi, yeşil ve mavi ışıkta ise InGaN teknolojisi kullanılmıştır.
• Otomasyona uygun olarak, 7 inç makarada 8mm taşıyıcı bantla paketlenmiştir.
• Standart EIA paket form faktörüne uygundur.
• Entegre devre (IC) sürücü seviyesi ile uyumlu tasarım.
• Otomatik montaj ekipmanları için uygundur.
• Standart kızılötesi reflow lehimleme sıcaklık profiline dayanabilir.

1.2 Uygulama Alanları

• Telekomünikasyon ekipmanlarında, ofis otomasyon cihazlarında, ev aletlerinde ve endüstriyel kontrol sistemlerinde durum ve güç göstergesi olarak.
• Klavye, tuşlar ve kontrol düğmelerinin arka aydınlatması.
• Mini ekranların ve sembol göstergelerin aydınlatılması.
• Çok renkli işlev gerektiren genel sinyal lambaları.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Nesnel Bir İnceleme

LTST-B32JEGBK-AT'nin performansı, kapsamlı bir elektriksel, optik ve termal parametre seti ile tanımlanır. Güvenilir devre tasarımı ve istenen görsel etkilerin elde edilmesi için bu özelliklerin anlaşılması çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya üzerinde çalışma garantisi verilmez.

• Güç Tüketimi (Pd):Kırmızı ışık: 62.5 mW, yeşil/mavi ışık: 76 mW. Bu parametre, termal direnç ile birlikte, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum gücü belirler.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):Kırmızı ışık: 60 mA, yeşil/mavi ışık: 100 mA. Bu, maksimum izin verilen darbe akımıdır, genellikle düşük görev döngüsü (1/10) ve kısa darbe genişliği (0.1ms) altında belirtilir, çoklama veya kısa süreli yüksek parlaklık darbeleri için uygundur.
• Doğru akım ileri akımı (I_F):Kırmızı ışık: 25 mA, yeşil/mavi ışık: 20 mA. Bu, güvenilir uzun süreli çalışma için önerilen maksimum sürekli akımdır.
• Elektrostatik deşarj (ESD) dayanımı:Kırmızı ışık: 2000V (insan vücudu modeli), yeşil/mavi ışık: 1000V (insan vücudu modeli). Yeşil ve mavi InGaN çipler genellikle AlInGaP kırmızı ışık çiplerine göre ESD'ye daha hassastır, bu nedenle daha sıkı işlem önlemleri gerektirir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma), -40°C ila +90°C (depolama). Bu, cihazın dayanabileceği çevresel koşulları tanımlar.
• Kızılötesi Kaynak Koşulları:260°C tepe sıcaklığına 10 saniye dayanabilir; bu, kurşunsuz geri akış işlemi için standart bir koşuldur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

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

• Işık şiddeti (I_V):milikandela (mcd) cinsinden ölçülür. Minimum değerler sırasıyla: Kırmızı ışık: 26.0 mcd, Yeşil ışık: 122.0 mcd, Mavi ışık: 22.0 mcd. InGaN malzemesinin bu dalga boyundaki yüksek verimliliği ve insan gözünün yeşil bölgedeki pik hassasiyeti nedeniyle, yeşil çipin çıkışı önemli ölçüde daha yüksektir.
• Görüş açısı (2θ_1/2):Tipik değer 120 derecedir. Bu geniş görüş açısı, Lambert veya yakın Lambert emisyon modeline sahip olduğunu gösterir ve geniş bir alanda düzgün parlaklık sağlayabilir.
• Tepe emisyon dalga boyu (λ_P):Tipik değerler: Kırmızı: 632 nm, Yeşil: 518 nm, Mavi: 468 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Ana dalga boyu (λ_d):İnsan gözünün algıladığı ve rengi tanımlayan tek bir dalga boyu. Belirtilen aralıklar sırasıyla: Kırmızı ışık: 616-628 nm, Yeşil ışık: 519-537 nm, Mavi ışık: 464-479 nm.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Tipik değerler: Kırmızı ışık: 12 nm, Yeşil ışık: 27 nm, Mavi ışık: 20 nm. Bu, spektral saflığı temsil eder; değer ne kadar küçükse, ışık o kadar tek renklidir. AlInGaP'den gelen kırmızı ışık spektrumu genellikle InGaN'den gelen yeşil/mavi ışıktan daha dardır.
• İleri yönlü voltaj (V_F):5mA'da: Kırmızı ışık: 1.50-2.15V, Yeşil ışık: 2.00-3.20V, Mavi ışık: 2.00-3.20V. Kırmızı ışık çipinin daha düşük V_Fdeğeri, AlInGaP teknolojisinin InGaN'ye kıyasla bir özelliğidir.
• Ters yönlü akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 10 μA. LED'ler ters öngerilim altında çalışmak üzere tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca kalite testi amaçları içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk tutarlılığı ve parlaklık eşleşmesini sağlamak için, LED'ler temel optik parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti (Parlaklık) Sınıflandırması

Her renk birkaç sınıfa ayrılmıştır (örneğin, A, B, C...). Işık şiddeti, 5mA standart sürücü akımı altında ölçülür. Örneğin, kırmızı ışık 'A' sınıfı 26.0-31.0 mcd'yi kapsarken, 'E' sınıfı 54.0-65.0 mcd'yi kapsar. Yeşil ve mavi ışıkların kendi bağımsız sınıflandırma tabloları vardır. Her sınıf içinde +/-%10 tolerans uygulanır. Tasarımcı, bir bileşen içindeki birden fazla birim arasında parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için gerekli sınıf kodunu belirtmelidir.

3.2 Renk Tonu (Ana Dalga Boyu) Sınıflandırması

Bu sınıflandırma renk tutarlılığını sağlar. LED'ler ana dalga boylarına göre sınıflandırılır. Örneğin, kırmızı ışık 1 nm adımlarla 616-628 nm aralığında sınıflandırılır (seviye 1-4). Yeşil ışık 519-537 nm aralığında (seviye 1-6), mavi ışık ise 464-479 nm aralığında sınıflandırılır (seviye 1-5). Her seviye için +/-1 nm tolerans vardır. Hassas renk eşleştirmesi gereken uygulamalarda, örneğin çoklu LED ekranlar veya tüm kırmızı LED'lerin aynı görünmesi gereken durum göstergelerinde, ton seviyesinin belirtilmesi çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Spesifikasyon belgesinde belirli şekillere (Şekil 1, Şekil 5) atıfta bulunulsa da, anlamı standarttır.

• I-V Eğrisi:İleri yönlü voltaj (V_FAkım (I) ile birlikte_FTipik diyot doğrusal olmayan, üstel bir şekilde artar. Yarı iletken malzeme ve bant aralığı farklılıkları nedeniyle her çip renginin eğrisi değişiklik gösterir.
• Işık Şiddeti vs. Akım:Normal çalışma aralığında, ışık çıkışı genellikle ileri akımla orantılıdır, ancak çok yüksek akımlarda, termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle verim azalabilir.
• Spektrum Dağılımı:Kırmızı LED çipinin çıkış spektrumunun tek tepeli olduğundan emin olun. Grafik, bağıl ışınım gücünün dalga boyuyla ilişkisini gösterecek, tepe dalga boyunu (λ_P) ve spektral yarı genişliği (Δλ) belirtecektir.
• Görüş Açısı Dağılım Grafiği:Kutupsal grafik (Şekil 5), ışık yoğunluğunun açısal dağılımını göstermekte olup, yoğunluğun eksenel değerin yarısına düştüğü 120 derecelik görüş açısını doğrulamaktadır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Bacak Tanımları

Bu cihaz standart SMD paket boyutlarını takip eder. Bacak tanımları nettir: Bacak 2 kırmızı ışık çipinin katodudur, Bacak 3 yeşil ışık çipinin katodudur, Bacak 4 mavi ışık çipinin katodudur. Ortak anot büyük olasılıkla Bacak 1'dir (standart RGB LED konfigürasyonundan çıkarılmıştır). Tüm boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir, standart tolerans ±0.1mm'dir. Ultra ince 0.65mm yükseklik önemli bir mekanik özelliktir.

5.2 Önerilen PCB Lehim Pedi Yerleşimi

Doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için pad desen tasarımı sağlanmıştır. Güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, tombstoning olayını önlemek ve reflow sürecinde doğru hizalamayı sağlamak için bu önerilen paket boyutlarına uyulması kritik önem taşır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Kızılötesi Reflow Lehimleme Koşulları (Kurşunsuz İşlem)

Detaylı reflow sıcaklık profili önerilir. Kritik parametreler, ısıtma aşamasını, sıvus çizgisi üzerinde belirlenmiş süreyi ve 260°C'yi aşmayan, en fazla 10 saniye süren tepe sıcaklığını içerir. Bu cihaz, bu sıcaklık profiline en fazla iki kez dayanacak şekilde derecelendirilmiştir. Havya kullanılarak yapılan manuel onarımlar için, havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli, her lehim noktasına temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve bu işlem yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.2 Depolama ve İşlem

• ESD Önlemleri:Özellikle ESD'ye hassas yeşil ve mavi ışık çipleri için bileklik, antistatik paspas ve doğru topraklanmış ekipman kullanılmalıdır.
• Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL):Bu cihazın nem hassasiyet seviyesi (MSL) 3'tür. Orijinal nem koruma torbası açıldıktan sonra, ≤30°C/%60 RH koşullarında saklanırsa, 1 hafta içinde reflow lehimleme işlemi yapılmalıdır. Orijinal torba dışında daha uzun süre saklanırsa, reflow sırasında "popcorn" etkisini önlemek için lehimleme öncesinde yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.
• Temizleme:Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol veya etanol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Oda sıcaklığında bir dakikadan kısa süre bekletilmelidir. Belirtilmemiş kimyasallar LED paketini veya lensi hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, standart 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant formunda sağlanır. Her makara 4,000 adet içerir. Taşıyıcı bant, bileşenleri korumak için örtü bandı ile donatılmıştır. Makaralar tipik olarak her iç kutuya üç adet paketlenir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonuna uygundur. Parça numarası LTST-B32JEGBK-AT, bu spesifik tam renkli, su berraklığında lens modelini benzersiz şekilde tanımlar.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devresi

Her renk kanalı (kırmızı, yeşil, mavi) bağımsız olarak sürülmelidir. Her anot pini, istenen ileri akımı ayarlamak ve LED'i korumak için seri olarak bir akım sınırlama direnci ile bağlanmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F. Her rengin V_Ffarklı olduğundan, aynı besleme gerilimi ve aynı akım sürücüsü kullanılsa bile genellikle üç farklı direnç değeri gerekir. Hassas akım kontrolü veya birden fazla LED'in çoklama için kullanılması durumunda, özel LED sürücü IC'leri veya sabit akım kaynakları kullanılması önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Güç tüketimi düşük olsa da, PCB üzerinde iyi bir termal tasarım, ömrü uzatmak ve kararlı ışık çıkışını korumak için çok önemlidir. Özellikle maksimum derecelendirmelere yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, termal pedlere (varsa) veya LED pedlerine bağlı bakır folyo alanının bir soğutucu görevi görmesi için yeterli olduğundan emin olun.

8.3 Optik Tasarım

Su Berraklığı Lens, geniş ve dağınık bir ışık deseni sağlar. Odaklanmış ışık veya belirli bir ışık hüzmesi modu gerektiren uygulamalar için, LED'in 120 derecelik görüş açısı ve paket içindeki üç renk çipinin uzaysal ayrımı (bu, yakın mesafedeki renk karışımını etkiler) dikkate alınarak ikincil optik elemanlar (ışık kılavuzu tüpü, lens veya difüzör gibi) tasarlanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-B32JEGBK-AT'ın temel farklılaştırıcı faktörü, ultra ince 0.65mm paket yüksekliği içinde tam RGB renk gamını gerçekleştirmesidir. Ayrık tek renkli LED'ler veya daha büyük RGB paketleri kullanan eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu cihaz daha ince ürün tasarımlarına olanak tanır. Kırmızı ışığı AlInGaP kullanarak gerçekleştirmesi, diğer bazı kırmızı LED teknolojilerine kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlar. Otomatik montaj ve standart reflow işlemleriyle uyumluluğu, manuel lehimleme veya özel işlem gerektiren cihazlara kıyasla, üretim karmaşıklığını ve maliyetini düşürür.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Kırmızı ışık (25mA) ile yeşil/mavi ışık (20mA) için maksimum DC akım neden farklıdır?

Bu fark, malzemenin doğal özelliklerinden ve çip tasarımından kaynaklanmaktadır. Aynı paketleme termal kısıtlamaları altında, AlInGaP kırmızı ışık çipleri genellikle InGaN yeşil ve mavi ışık çiplerinden biraz daha yüksek bir akım yoğunluğuna dayanabilir, bu da onlara daha yüksek bir anma sürekli akım sağlar.

10.2 Üç rengi de ortak anot üzerinde tek bir dirençle sürebilir miyim?

Hayır. Kırmızı, yeşil ve mavi çiplerin ileri yönlü voltajları (V_F) Belirgin bir farklılık bulunmaktadır, bunları paralel bağlayıp tek bir akım sınırlama direnci ile bağlamak ciddi bir akım dengesizliğine yol açacaktır. En düşük V_Frengine (kırmızı ışık) sahip olan, akımın büyük kısmını çekecek ve muhtemelen kendi nominal değerini aşacakken, diğer renkler loş olabilir veya hiç yanmayabilir. Her renk kanalının kendi bağımsız akım sınırlama mekanizmasına sahip olması gerekir.

10.3 "Binning kodu" ne anlama gelir? Neden belirtilmesi önemlidir?

Üretim farklılıkları nedeniyle, LED'ler tamamen aynı değildir. Üretim sonrasında, ölçülen ışık şiddeti ve ana dalga boyuna göre sınıflandırılırlar (binlenirler). Sipariş verirken bin kodunu belirtmek, neredeyse aynı parlaklık ve renkte LED'ler aldığınızdan emin olmanızı sağlar. Bu, birden fazla LED kullanılan ve görsel düzgünlük gerektiren uygulamalar (örneğin arka aydınlatma panelleri veya çok segmentli göstergeler) için çok önemlidir. Farklı binlerdeki LED'lerin kullanılması, belirgin parlaklık veya renk farklılıklarına yol açabilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek: Bir Ağ Yönlendiricisi için Çok Renkli Durum Göstergesi Tasarımı
Tasarımcı, üç durum LED'ine (güç, internet, Wi-Fi) ihtiyaç duyuyordu, ancak PCB'de yalnızca bir LED montaj alanı vardı. Bu nedenle LTST-B32JEGBK-AT seçildi. Mikrodenetleyici her rengi bağımsız olarak sürer: kırmızı "güç kapalı/hata", yeşil "normal çalışma", mavi "Wi-Fi etkin" ve camgöbeği (yeşil+mavi) gibi kombinasyonlar diğer durumları temsil eder. 0.65mm yükseklik, ince yönlendirici kasa için uygundur. Tasarımcı, tüm üretim birimlerinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için katı renk tonu bantları (örn. yeşil ışık bant 2: 522-525nm) ve orta seviye parlaklık bantları belirledi. Montajda önerilen geri akış sıcaklık profili kullanıldı ve cihaz tüm güvenilirlik testlerini geçti.

12. Prensip Özeti

LED'de ışık yayılımı, yarı iletken malzemedeki elektrolüminesans olgusuna dayanır. p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve orada yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yayılan ışığın rengi (dalga boyu), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP'ın (alüminyum indiyum galyum fosfit) bant aralığı kırmızı ve kehribar turuncu ışığa karşılık gelir. InGaN'ın (indiyum galyum nitrür) daha geniş, ayarlanabilir bir bant aralığı vardır ve morötesinden mavi ve yeşil ışık spektrumuna kadar ışık yayabilir. Bu farklı malzemelerdeki çipleri tek bir pakette entegre ederek tam renk işlevselliği elde edilir.

13. Gelişim Eğilimleri

Gösterge ışıkları ve arka aydınlatma için SMD LED'lerin gelişim eğilimleri, daha ince nihai ürünler elde etmek amacıyla daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla ışık çıkışı), daha küçük paket boyutları ve daha düşük profil yüksekliği yönünde ilerlemeye devam etmektedir. Aynı zamanda renksel geriverim ve tutarlılığın iyileştirilmesi de teşvik edilmektedir. Ayrıca, sistem tasarımını basitleştirmek için sürücü veya PWM devreleri gibi kontrol elektroniğinin LED paketinin kendisine entegre edilmesi süregelen bir gelişim yönüdür. Gelişmiş malzemeler ve Chip Scale Package (CSP) teknolojilerinin kullanımı, küçültme ve performans sınırlarını daha da ileri götürebilir.