RGB LED Tam Renkli Özellikler - Boyut 2.8x2.7x2.45mm - Gerilim R:1.7-2.4V G/B:2.5-3.3V - Güç 60/68mW çip başına - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

RF-W1SA27HS-M42, yüksek kontrastlı uygulamalar için tasarlanmış tam renkli bir SMD LED paketidir. Yansımayı en aza indirmek ve ekran uygulamalarında kontrastı maksimize etmek için tamamen siyah bir yüzeye sahiptir. 2.8mm x 2.7mm x 2.45mm kompakt boyutları, yüksek yoğunluklu piksel düzenlemeleri için uygundur.

1.1 Genel Tanım

Bu LED, tek bir pakette üç ayrı kırmızı, yeşil ve mavi çip entegre ederek geniş bir renk gamı üretebilir. Ürün, 110 derecelik son derece geniş bir görüş açısı ile tasarlanmış olup geniş bir izleyici kitlesi arasında tek tip renk algısı sağlar. Suya dayanıklılık için IPX6 derecelendirmesine sahiptir ve dış mekan kurulumları için sağlamdır. Nem hassasiyeti seviyesi 5a olup dikkatli kullanım ve depolama gerektirir. Ayrıca ürün RoHS uyumludur ve kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur.

1.2 Özellikler

• Son derece geniş görüş açısı (110°)
• Düşük güç tüketimi ile yüksek ışık şiddeti
• İyi güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü
• IPX6 standardında suya dayanıklı
• Nem hassasiyeti seviyesi: 5a
• RoHS uyumlu ve kurşunsuz reflow lehimleme destekli
• Mat yüzey kaplaması

1.3 Uygulamalar

• Dış mekan tam renkli video ekranları
• İç ve dış mekan dekoratif aydınlatma
• Eğlence parkları ve eğlence aydınlatması
• Genel tabela ve ekran amaçları

2. Teknik Parametreler

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C'de)

Aşağıdaki tablo, her bir renk çipi için temel elektriksel ve optik parametreleri özetlemektedir:

Aksi belirtilmediği sürece tüm parametreler her çip için IF = 20mA'de ölçülmüştür. Ölçüm toleransları: ileri gerilim ±0.1V, baskın dalga boyu ±1nm, ışık şiddeti ±%10.

2.2 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Güç tüketiminin maksimum derecelendirmeyi aşmamasına dikkat edilmelidir. Ürün bu sınırları aşan koşullarda çalıştırılmamalıdır.

2.3 Binning Sistemi

LED'ler, ileri gerilim (VF), ışık şiddeti (Iv) ve baskın dalga boyuna (λD) göre kutulara ayrılır. Işık şiddeti için binning aralığı 1:1.3'tür. Dalga boyu için kırmızı çipler kutu başına 5nm, yeşil ve mavi ise kutu başına 3nm adıma sahiptir. Etiket, parça numarası, lot numarası ve IV, VF, Wd ve IF için kutu kodlarını içerir.

3. Performans Özellikleri

3.1 İletim Gerilimi ve İletim Akımı

Şekil 1-6, her renk için ileri gerilim ile ileri akım arasındaki ilişkiyi göstermektedir. İleri gerilim arttıkça, ileri akım doğrusal olmayan bir şekilde yükselir. Kırmızı çip, daha düşük ileri gerilim aralığıyla tutarlı olarak yeşil ve maviye kıyasla daha düşük bir eşik gerilimine sahiptir.

3.2 Bağıl Yoğunluk ve İletim Akımı

Şekil 1-7, bağıl yoğunluğun ileri akımın bir fonksiyonu olarak değişimini göstermektedir. Çıkış yoğunluğu akımla birlikte artar, ancak termal etkiler nedeniyle yüksek akımlarda artış hızı yavaşlar.

3.3 Işık Şiddeti ve Ortam Sıcaklığı

Şekil 1-8, ortam sıcaklığı -30°C'den 85°C'ye değişirken bağıl yoğunluğu göstermektedir. Yoğunluk, özellikle mavi çip için yükselen sıcaklıkla birlikte azalır. Performansı korumak için uygun termal yönetim şarttır.

3.4 Lehim Sıcaklığı ve İletim Akımı

Şekil 1-9, farklı lehim pedi sıcaklıklarında izin verilen maksimum ileri akımı göstermektedir. LED bağlantı noktasının aşırı ısınmasını önlemek için daha yüksek sıcaklıklar maksimum akımı azaltır.

3.5 Spektrum Dağılımı

Şekil 1-10, kırmızı, yeşil ve mavi çiplerin normalize edilmiş spektral emisyonunu göstermektedir. Kırmızı tepe yaklaşık 620nm, yeşil yaklaşık 530nm ve mavi yaklaşık 465nm civarındadır. Spektrumlar nispeten dardır ve ekran uygulamaları için iyi renk saflığı sağlar.

3.6 Radyasyon Modelleri

Şekil 1-11 ve 1-12, sırasıyla X-X ve Y-Y yönlerinde radyasyon yoğunluğunun açıya bağlı değişimini göstermektedir. LED, normalden yaklaşık 55 derecelik yarı güç açısıyla geniş, Lambersiyen benzeri bir yayılım deseni sergiler ve toplamda 110 derecelik geniş bir görüş açısı sağlar.

4. Mekanik Bilgiler

4.1 Paket Boyutları

LED paketi boyutları 2.8mm (uzunluk) x 2.7mm (genişlik) x 2.45mm (yükseklik). Aksi belirtilmediği sürece tüm toleranslar ±0.1mm'dir. Paket altı adet uca sahiptir: kırmızı için 1R+, 2R-; yeşil için 3G+, 4G-; mavi için 5B+, 6B-. Pin 1 işareti üst görünümde belirtilmiştir. Alt görünüm lehim pedlerini gösterir.

4.2 Kutupluluk

Kutupluluk Şekil 1-4'te gösterilmiştir. Her renk için anot ve katot açıkça işaretlenmiştir. Hasarı önlemek için tasarıma ters kutupluluk koruma devreleri dahil edilmelidir.

4.3 Lehim Desenleri

Şekil 1-5, önerilen lehim pedi düzenini sağlar. Uygun PCB baskı deseni tasarımı için boyutlar verilmiştir. Ayrıca paket, tel bağlantılarını korumak için tutkal dolgusu içerir (Şekil 1-6).

5. Ambalajlama

5.1 Ambalajlama Özellikleri

LED'ler, makara başına 10.000 adet olacak şekilde bant ve makara formatında paketlenir. Taşıyıcı bant boyutları Şekil 2-1'de ve makara boyutları Şekil 2-2'de (dış çap 400mm, iç çap 100mm, genişlik 12.4mm vb.) belirtilmiştir.

5.2 Etiket ve Nem Bariyeri

Her makara, parça numarası, lot numarası, ışık şiddeti (IV), ileri gerilim (VF), dalga boyu (Wd), ileri akım (IF) için kutu kodları, miktar (bin adet olarak QTY) ve tarih kodu ile etiketlenir. Makara, nem seviyesini düşük tutmak için desikant ve bir nem gösterge kartı (HIC) ile birlikte antistatik ve neme dayanıklı alüminyum folyo bir torbada kapatılır.

5.3 Karton Kutu

Sevkiyat için birden fazla makara bir karton kutuda paketlenir. Kutu boyutları Şekil 2-5'te verilmiştir.

6. Güvenilirlik

6.1 Güvenilirlik Test Kalemleri

Ürün, JEDEC standartlarına göre çeşitli stres koşulları altında test edilir: lehim ısısına dayanıklılık (260°C, 3 kez), termal şok (-40°C ila 100°C, 500 döngü), nem direnci (85°C/%85RH + reflow), yüksek sıcaklık depolama (100°C, 1000h), düşük sıcaklık depolama (-40°C, 1000h), oda sıcaklığı çalışma ömrü (25°C, 20mA, 1000h), yüksek sıcaklık yüksek nem ömür testi (85°C/%85RH, 10mA, 500h), sıcaklık nem depolama (85°C/%85RH, 1000h) ve düşük sıcaklık ömür testi (-40°C, 20mA, 1000h).

6.2 Arıza Kriterleri

Güvenilirlik testlerinden sonra, LED'ler şu kriterlere göre değerlendirilir: ileri gerilim değişimi %10'dan az, ters akım 10μA'dan az, ortalama ışık şiddeti bozulması %30'dan az ve mekanik hasar yok (çatlak, delaminasyon, ölü çipler).

7. SMT Reflow Lehimleme

7.1 Reflow Profili

Önerilen reflow lehimleme profili Şekil 3-1 ve Tablo 3-1'de gösterilmiştir. Anahtar parametreler: yükselme hızı ≤4°C/s, 150°C'den 200°C'ye ön ısıtma 60-120s, 217°C (TL) üzerinde süre ≤60s, tepe sıcaklık 245°C, süre ≤10s, soğuma hızı ≤6°C/s. 25°C'den tepe sıcaklığa toplam süre ≤8 dakika. Sadece bir reflow işlemine izin verilir. Orta sıcaklıkta lehim pastası kullanılması önerilir.

7.2 El ile Lehimleme ve Onarım

El ile lehimleme gerekliyse, 300°C'nin altındaki bir havya ile 3 saniyeden kısa sürede ve sadece bir kez yapın. Onarımdan kaçınılmalıdır, ancak gerekirse çift başlı havya kullanın. Lehimlemeden sonra, ürünün işlemden önce oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.

7.3 Temizlik

Su, benzen veya tiner ile temizlemeyin. İzopropil alkol (alkol) önerilir. Klor (Cl) veya kükürt (S) içeren iyonik sıvılardan kaçının.

8. Kullanım Önlemleri

8.1 Depolama

Neme dayanıklı paket, ≤30°C ve ≤%60 RH'de 6 aya kadar saklanmalıdır. Açıldıktan sonra, LED'ler kontrollü bir ortamda (≤30°C, ≤%60 RH) 12 saat içinde kullanılmalıdır. Kullanılmayan malzeme ≤30°C ve ≤%10 RH'de saklanmalı ve bir sonraki kullanımdan önce 65±5°C'de 24 saat fırınlanmalıdır. Nemlenmiş veya 6 aydan eski ürünler için fırınlama süresi artar (24-48s) veya fabrikaya iade edilir.

8.2 Statik Elektrik

Statik deşarj, LED'e zarar vererek daha düşük ileri gerilime veya ışık vermemeye neden olabilir. Tüm ekipman ve personel uygun şekilde topraklanmalıdır. Antistatik bileklikler, pedler ve kaplar kullanın.

8.3 Ters Gerilim Koruması

Ters akım normalde küçüktür, ancak aşırı ters gerilim (5V üzeri) kaçak akımı hızla artırabilir ve ekranlarda gri ölçek sorunlarına neden olabilir. Ters gerilimi 5V'nin altında tutmak için tasarım yapın.

8.4 Termal Yönetim

Uzun ömür sağlamak için, LED yüzey sıcaklığı çalışma sırasında 55°C'nin altında ve uç sıcaklığı 75°C'nin altında tutulmalıdır. Uygun PCB termal tasarımı ve aralıklandırma kritiktir. Bağlantı sıcaklığı 115°C'yi aşmamalıdır.

9. Uygulama Tasarım Önerileri

Her renk için sabit akım sürücüleri kullanarak tutarlı parlaklık sağlayın. Toplam güç tüketiminin maksimum değerleri aşmadığından emin olun. Matris sürüş kullanıldığında, kapalı kalma süresi boyunca ters gerilimden kaçının. LED'ler uzun süre kullanılmazsa bozulma meydana gelebilir; yeniden kullanmadan önce nemini alın. Kiralık ekranlar için bin seçimi renk tekdüzeliği sağlar. Hidrojen sülfür veya yüksek tuz içeriği olan ortamlardan kaçının.

10. Teknoloji Karşılaştırması

Standart RGB LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz, paketten gelen ışık yansımasını azaltarak kontrastı artıran tamamen siyah bir yüzeye sahiptir. IPX6 derecesi, güçlü su jetlerine karşı koruma sağlayarak dış mekan kullanımı için idealdir. 110 derecelik geniş görüş açısı, yalnızca 90-100 derece sunan birçok rakip ürünü geride bırakır. Ayrıca, nem hassasiyeti seviyesi 5a dikkatli kullanım gerektirir ancak kurşunsuz reflow uyumluluğuna izin verir.

11. Sıkça Sorulan Sorular

S: Neden lehimlemeden önce fırınlama gereklidir?
C: Paket tarafından emilen nemi uzaklaştırmak için; aksi halde reflow sırasında patlama (popcorning) meydana gelerek dahili hasara yol açabilir.

S: Üç rengi de aynı anda tam akımda sürebilir miyim?
C: Maksimum toplam güç tüketimi dikkate alınmalıdır. Her çip maksimum akımında çalışabilirken, birleşik ısı termal sınırları aşabilir. Uygun soğutma ve akım düşüşü gereklidir.

S: Birçok LED arasında renk tutarlılığını nasıl sağlayabilirim?
C: Işık şiddeti ve dalga boyu için aynı kutu kodlarından LED'ler kullanın. Veri sayfası, eşleştirmeyi kolaylaştırmak için binning aralıklarını belirtir.

12. Vaka Çalışmaları

Büyük bir dış mekan tam renkli video ekran kurulumunda, 10mm piksel aralığı ile bu LED'lerden binlercesi kullanıldı. Tamamen siyah yüzey, geleneksel gri yüzeyli LED'lere kıyasla kontrast oranını önemli ölçüde iyileştirerek doğrudan güneş ışığı altında daha iyi okunabilirlik sağladı. IPX6 derecesi, sağanak yağışlar sırasında güvenilir çalışmayı garanti etti. Uygun termal yönetim ile ekran, 5000 nit üzerinde parlaklık ve 50.000 saati aşan bir kullanım ömrü elde etti.

13. Çalışma Prensibi

RGB LED'ler, farklı dalga boyları yayan üç yarı iletken çipi birleştirir (kırmızı: AlInGaP, yeşil ve mavi: InGaN). Her çipe giden ileri akım değiştirilerek, insan gözü katkısal renk karışımı yoluyla geniş bir renk yelpazesi algılar. Paket tasarımı, verimli ışık çıkışı ve istenen ışın desenini elde etmek için bir reflektör kabı ve şeffaf reçine içerir.

14. Gelişim Trendleri

Dış mekan LED ekranlardaki eğilim, daha yüksek parlaklık, daha iyi renk tekdüzeliği ve gelişmiş çevresel dayanıklılık yönündedir. Bu LED'in tamamen siyah yüzeyi ve IPX6 derecesi, daha yüksek kontrast ve hava koşullarına dayanıklılık talebiyle uyumludur. Gelecekteki gelişmeler daha küçük paketler, daha yüksek verimlilik ve akıllı kontrol sistemleriyle entegrasyonu içerebilir.