LTW-Q35ZRGB RGB LED Teknik Veri Sayfası - SMD Paket - Kırmızı 2.1V / Yeşil 2.9V / Mavi 3.0V - 0.18W Toplam Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

LTW-Q35ZRGB, katı hal aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, kompakt, yüzey montaj RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) LED'dir. Tek bir paket içinde üç ayrı LED çipini (kırmızı, yeşil, mavi) birleştirerek, toplamsal renk karıştırma yoluyla geniş bir renk spektrumu oluşturma imkanı sağlar. Bu cihaz, uzun çalışma ömrü ve yüksek güvenilirlik sunarak, geleneksel aydınlatmaya enerji verimli bir alternatif sunmaktadır.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED'in temel avantajları arasında ultra kompakt form faktörü, otomatik pick-and-place montaj ekipmanları ile uyumluluğu ve standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine uygunluğu yer alır. EIA standart paketi olarak tasarlanmıştır ve entegre devre (I.C.) sürücü seviyeleri ile uyumludur. Ürün, kurşunsuz olması ve RoHS direktiflerine uygunluğu ile çevre dostu girişimlere uygundur.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu çok yönlü LED, geniş bir aydınlatma uygulama yelpazesini hedeflemektedir. Başlıca pazarlar arasında ev aletleri için ortam aydınlatması, el feneri ve bisiklet ışığı gibi taşınabilir aydınlatma çözümleri, hem iç hem de dış mekan konut ve ticari alanlar için mimari aydınlatma (downlighter, korniş aydınlatması, raf altı aydınlatma), dekoratif ve eğlence aydınlatması, güvenlik ve bahçe aydınlatması (bollard) ve trafik işaretleri, demiryolu geçiş ışıkları ve kenar aydınlatmalı tabelalar (örneğin, çıkış işaretleri, satış noktası ekranları) gibi özel sinyalizasyon uygulamaları yer alır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Tüm ölçümler, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'de belirtilmiştir. Temel parametreler, her bir renk kanalının (Kırmızı, Yeşil, Mavi) performansını ayrı ayrı ve birleşik beyaz ışık çıkışını tanımlar.

• Işık Akısı (Φv):20mA ileri akım (IF) altında tipik ışık akısı değerleri 2.55 lm (Kırmızı), 7.35 lm (Yeşil) ve 0.95 lm (Mavi)'dir. Beyaz ışık üretmek için belirli akımlarla sürüldüğünde (R=25mA, G=13mA, B=15mA), tipik birleşik ışık akısı 10.50 lm'dir.
• Işık Şiddeti (Iv):IF=20mA'de tipik ışık şiddeti değerleri 920 mcd (Kırmızı), 2500 mcd (Yeşil) ve 340 mcd (Mavi)'dir. Belirtilen sürüş koşulları altında birleşik beyaz ışık şiddeti 3500 mcd'dir.
• Görüş Açısı (θ1/2):Birleşik beyaz çıkış için tipik yarı şiddet görüş açısı 130 derecedir, bu da geniş bir ışın deseni olduğunu gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):Her bir çipin algılanan rengini tanımlar. Belirtilen aralıklar Kırmızı için 618-628 nm, Yeşil için 520-530 nm ve Mavi için 465-475 nm'dir.
• İleri Gerilim (VF):Test akımında LED üzerindeki gerilim düşümüdür. Tipik değerler 2.1V (Kırmızı, 20mA'de), 2.9V (Yeşil, 20mA'de) ve 3.0V (Mavi, 20mA'de)'dir. Maksimum değerler sırasıyla 2.4V, 3.5V ve 3.5V'dir.
• ESD Dayanım Gerilimi:Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) kullanılarak 8KV Elektrostatik Deşarj (ESD)'ye dayanabilir, ancak uygun ESD önlemlerinin alınması şiddetle tavsiye edilir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Po):Bireysel kanallar için izin verilen maksimum güç 96 mW (Kırmızı), 144 mW (Yeşil ve Mavi)'dir. Tüm paket için toplam güç dağılımı 180 mW'ı aşmamalıdır.
• İleri Akım:Her kanal için sürekli ileri akım (IF) 40 mA'dir. Darbe çalışması için tepe ileri akım (IFP) (≤1/10 görev döngüsü, ≤10ms darbe genişliği) kanal başına 100 mA'dir.
• Ters Gerilim (VR):Maksimum 5V'dir. Ters öngerilim altında çalıştırma arızaya neden olabilir.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma sıcaklığı (Topr) -40°C ila +80°C'dir. Depolama sıcaklığı (Tstg) -40°C ila +100°C'dir.
• Lehimleme Koşulu:Cihaz, 260°C'de 5 saniye boyunca kurşunsuz lehimlemeye dayanabilir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

LED, üretim uygulamalarında renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için ışık akısı ve kromatiklik koordinatlarına göre gruplara ayrılır.

3.1 Işık Akısı Binning

Beyaz ışık çıkışı (R=25mA, G=13mA, B=15mA ile sürüldüğünde) gruplara (V3'ten V6'ya) ayrılır. Örneğin, V3 grubu 8.00 lm (Min) ile 10.50 lm (Max) arasındaki ışık akısını kapsar. Her grup için tolerans +/-%10'dur.

3.2 Renk Kromatiklik Binning

Birleşik beyaz ışık kromatikliği, CIE 1931 (x, y) diyagramı üzerinde tanımlanır. Veri sayfası, renk sıralarının (A1'den D4'e kadar) ayrıntılı bir tablosunu sağlar; her biri, dört (x, y) koordinat çifti ile tanımlanan kromatiklik şeması üzerinde bir dörtgen alan belirtir. Bu, tasarımcıların sıkı kontrol edilmiş beyaz nokta koordinatlarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır. Her renk tonu grubu için x ve y koordinatlarında tolerans +/- 0.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tipik karakteristik eğrilerini içerir (sağlanan metinde yeniden üretilmemiştir ancak referans verilmiştir). Bu eğriler, tasarım analizi için gereklidir.

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrileri:Her bir renk çipi için, bir dizi akım ve sıcaklıkta ileri akım ve ileri gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, doğru akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritiktir.
• Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının artan sürüş akımı ile nasıl ölçeklendiğini gösterir, yüksek akımlarda potansiyel doğrusal olmayan davranışları ve verim düşüşünü vurgular.
• Bağıl Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Işık çıkışının termal düşüşünü gösterir. Kavşak sıcaklığı arttıkça, ışık verimi tipik olarak azalır.
• Spektral Güç Dağılımı:Kırmızı, yeşil ve mavi çipler için her bir dalga boyunda yayılan ışığın bağıl şiddetini gösterir ve bu cihazla mümkün olan renk gamını tanımlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Dış Ölçüler

Cihazın belirli bir form faktörü vardır. Tüm ölçüler milimetre cinsindendir ve tipik tolerans ±0.2 mm'dir. Temel mekanik notlar arasında enjeksiyon noktasının konumu (uçların üzerinde olmalıdır) ve ısı tablasının elektriksel olarak iletken olması yer alır; bu, PCB düzeni sırasında kısa devreleri önlemek için dikkate alınmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Veri sayfası, önerilen baskılı devre kartı (PCB) bağlantı pad düzenini sağlar. Bu, dört uç (her rengin anodu ve katodu, muhtemelen ortak katot veya anot konfigürasyonu ile) ve merkezi termal pad (ısı tablası) için lehim padlerinin boyutunu, şeklini ve aralığını içerir. Doğru pad tasarımı, güvenilir lehimleme, termal yönetim ve tombstoning'i önlemek için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için J-STD-020D ile uyumlu, önerilen bir kızılötesi (IR) reflow lehimleme profili sağlanmıştır. Bu profil, güvenilir lehim bağlantıları sağlamak ve LED paketine zarar vermemek için belirli zaman ve sıcaklık kısıtlamaları ile ön ısıtma, bekleme, reflow (tepe sıcaklığı) ve soğutma aşamalarını tanımlar.

6.2 Temizleme ve Taşıma

Temizleme yalnızca belirtilen kimyasallarla yapılmalıdır. Gerekirse, LED oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre batırılabilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi hasara uğratabilir. Katı ESD önlemleri zorunludur: elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasarı önlemek için bileklik, antistatik eldiven ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanılması önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, otomatik montaj ekipmanları ile uyumlu, 7 inç çapında makaralar üzerinde 12mm genişliğinde bant içinde paketlenmiş olarak tedarik edilir. Bant ve makara paketleme boyutları, standart besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için belirtilmiştir. Parça numarası LTW-Q35ZRGB'dir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tasarım Hususları

• Akım Sürücüsü:Kararlı renk çıkışını korumak ve termal kaçakları önlemek için her renk kanalı için sabit akım sürücüleri kullanın. İleri gerilim değişimleri (bkz. binning), renk kritik uygulamalar için sabit gerilim sürücüsünü pratik olmayan hale getirir.
• Termal Yönetim:Kompakt olmasına rağmen, güç dağılımı (toplam 180mW'a kadar) ısı üretir. Kavşak sıcaklığını sınırlar içinde tutmak ve uzun vadeli güvenilirlik ile kararlı ışık çıkışını sağlamak için, bakır dökülmüş bir alana bağlı termal pad kullanımı da dahil olmak üzere uygun PCB termal tasarımı esastır.
• Renk Karıştırma Kontrolü:Belirli beyaz noktalar veya renkler elde etmek için, her kanalın darbe genişlik modülasyonu (PWM), geniş bir karartma aralığında kromatikliği koruduğu için analog karartmaya tercih edilen yöntemdir.

9. Güvenilirlik ve Test

Veri sayfası, ürünün sağlamlığını gösteren kapsamlı bir güvenilirlik test planını özetler. Testler arasında Lehimleme Isısına Dayanıklılık (RTSH), yüksek sıcaklık ve akımda 3000 saat Sürekli Durum Yaşam Testi (SSLT), Sıcaklık Döngüsü (TC), Termal Şok (TS) ve Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama (WHTS) yer alır. Arıza kriterleri, ileri gerilimdeki değişimlere (maksimum üst spesifikasyon limitinin %110'u), ışık akısındaki değişimlere (minimum alt spesifikasyon limitinin %50'si) ve kromatiklik koordinatlarındaki değişimlere (kayma <0.02) dayalı olarak tanımlanır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Ayrık tek renkli LED'lere kıyasla, bu entegre RGB paketi önemli ölçüde kart alanı tasarrufu sağlar ve montajı basitleştirir. Geniş 130 derecelik görüş açısı, odaklanmış nokta aydınlatması yerine alan aydınlatması için uygun hale getirir. Belirtilen ESD derecesi ve kurşunsuz reflow ile uyumluluğu, modern üretim ve güvenilirlik standartlarını karşılar. Detaylı binning yapısı, mimari aydınlatma ve tabela gibi renk tutarlılığı gerektiren uygulamalarda rekabet etmesini sağlar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu RGB LED ile saf beyaz ışık nasıl üretilir?

C: Saf beyaz, tek bir nokta değil, kromatiklik diyagramı üzerinde bir aralıktır. Renk sıralama gruplarında (A1-D4) tanımlanan beyaz noktaları elde etmek için, Kırmızı, Yeşil ve Mavi kanallarını ışık akısı binning tablosunda listelenen belirli akımlarla (R=25mA, G=13mA, B=15mA) sürmelisiniz. Tam beyaz nokta, LED'in belirli grubuna bağlı olacaktır.

S: LED'i maksimum sürekli akımında (kanal başına 40mA) sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Mümkün olmasına rağmen, optimal ömür ve verimlilik için önerilmez. Daha düşük akımlarda (örneğin, 20mA test koşulu veya karışık beyaz koşulu) sürmek, daha düşük kavşak sıcaklığı, daha yüksek etkinlik (lümen/watt) ve önemli ölçüde daha uzun çalışma ömrü ile sonuçlanacaktır. Her zaman 180mW'lık toplam güç dağılımı limitini göz önünde bulundurun.

S: Isı tablası neden elektriksel olarak iletkendir ve bunu nasıl ele almalıyım?

C: Tabla, ısıyı LED çipinden PCB'ye verimli bir şekilde aktarmak için iletkendir. PCB düzeninizde, tabla için pad, belirli bir potansiyele (genellikle toprak) kasıtlı olarak bağlanmadığı sürece, diğer tüm devre izlerinden elektriksel olarak yalıtılmalıdır. Büyük bir toprak düzlemine termal rahatlama bağlantısı oluşturmak yaygın bir uygulamadır.

12. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Kenar aydınlatmalı çıkış işareti tasarımı.Birden fazla LTW-Q35ZRGB LED, bir akrilik ışık kılavuzunun kenarı boyunca yerleştirilir. Bir mikrodenetleyici, her LED'in üç kanalını kontrol eder. Sabit aydınlatma için, LED'ler beyaz ışık için belirtilen akımlarla sürülür. Geniş görüş açısı, tabela yüzeyinde eşit aydınlatma sağlar. Belirli bir ışık akısı grubunun (örneğin, V3 veya V4) seçimi, tüm birimlerde tutarlı parlaklık sağlar. Sıkı bir renk sıralaması seçimi (örneğin, hepsi B2 grubundan), tüm tabelaların aynı beyaz renge sahip olmasını garanti eder; bu, marka ve güvenlik standardı tutarlılığı için çok önemlidir. SMD paketi, kompakt, alçak profilli tabela tasarımına ve otomatik montaja olanak tanır.

13. Çalışma Prensibi

LED, yarı iletken malzemelerde elektrolüminesans prensibi ile çalışır. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar yarı iletken çipin aktif bölgesi içinde (kırmızı için AlInGaP, yeşil/mavi için InGaN gibi malzemelerden oluşur) deliklerle yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletken malzemenin spesifik bant aralığı, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. RGB paketi, üç bu tür çipi entegre eder ve ışıkları epoksi lens içinde toplamsal olarak karışarak algılanan çıkış rengini üretir.

14. Teknoloji Trendleri

Bu cihaz, katı hal aydınlatmadaki devam eden trendleri yansıtır: artan entegrasyon (tek pakette birden fazla çip), gelişmiş verimlilik (watt başına daha yüksek lümen), küçültme ve zorlu ortamlar için geliştirilmiş güvenilirlik. Detaylı binning sistemi, profesyonel aydınlatma uygulamalarında renk tutarlılığı için piyasa talebini karşılar. Gelecekteki evrim, daha yüksek güç yoğunluğu, paket içinde entegre sürücüler veya kontrol devreleri ve hatta ekran uygulamaları için daha geniş renk gamlarını içerebilir.