LTST-FS63HBGED SMD LED Teknik Veri Sayfası - Yandan Işık Yayan Tam Renkli - 0.30mm İnce - Mavi/Yeşil/Kırmızı

1. Ürüne Genel Bakış

LTST-FS63HBGED, modern ve alan kısıtlı elektronik uygulamalar için tasarlanmış, yüksek derecede entegre bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED lambasıdır. Mini LED ailesi içinde özel bir konfigürasyonu temsil eder ve otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için özel olarak geliştirilmiştir. Bu cihaz, tek bir son derece ince paket içinde üç farklı yarı iletken ışık kaynağını bir araya getirerek, minimum alan kaplamasıyla tam renk yeteneği sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu LED'in birincil rekabet avantajı, onu yandan ışık yayan bir bileşen yapan 0.30 mm'lik ultra ince profilindedir. Bu form faktörü, ultra ince mobil cihazlar, giyilebilir teknoloji ve kenardan aydınlatmalı paneller gibi dikey alanın ciddi şekilde sınırlı olduğu uygulamalar için kritik öneme sahiptir. Mavi (InGaN), Yeşil (InGaN) ve Kırmızı (AlInGaP) çiplerin entegrasyonu, bireysel veya birleşik kontrol yoluyla geniş bir renk spektrumu oluşturulmasına olanak tanır ve birden fazla ayrı tek renkli LED kullanma ihtiyacını ortadan kaldırır. Paket, üç çipten gelen ışığı karıştırmaya yardımcı olan ve eksen dışı bakıldığında daha düzgün bir görünüm sağlayan beyaz dağınık bir lens kullanır.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Cihaz, çok çeşitli elektronik ekipman üreticilerini hedeflemektedir. Temel uygulama segmentleri şunlardır:

• Tüketici Elektroniği:Telsiz/cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, tabletler ve uzaktan kumandalarda tuş takımı, klavye ve durum göstergeleri için arka aydınlatma.
• Ofis Otomasyonu ve Ağ Sistemleri:Yönlendiriciler, anahtarlar, modemler, yazıcılar ve harici depolama cihazlarında durum ve aktivite göstergeleri.
• Ev Aletleri ve Endüstriyel Ekipmanlar:Kullanıcı arayüzü aydınlatması, çalışma durum ışıkları ve kontrol panellerindeki sembolik göstergeler.
• Görüntüleme Teknolojisi:Mikro ekranlar için uygundur ve küçük ölçekli sinyal ve sembol aydınlatması için kompakt bir ışık kaynağı olarak kullanılabilir.

Cihaz, yüksek hacimli, otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme süreçleriyle tam uyumludur ve modern, RoHS uyumlu üretim hatlarıyla uyumludur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Güvenilir devre tasarımı ve istenen performansın elde edilmesi için elektriksel ve optik özelliklerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması esastır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):Renge göre değişir: Mavi: 97.5 mW, Yeşil: 100.5 mW, Kırmızı: 81.0 mW. Bu parametre, termal dirençle (azaltma eğrileriyle ima edilen) birleştiğinde, yüksek ortam sıcaklıklarında sürdürülebilir maksimum ileri akımı belirler.
• İleri Akım:Sürekli DC ileri akım, her üç renk için 30 mA olarak derecelendirilmiştir. 100 mA'lik daha yüksek bir tepe ileri akımına izin verilir, ancak yalnızca eklem sıcaklığını yönetmek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) müsaade edilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Eşiği:2000V (İnsan Vücut Modeli) olarak derecelendirilmiştir. Bu, tüketici sınıfı bileşenler için standart bir seviyedir ve montaj sırasında standart ESD işleme önlemleri gerektirir.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma: -40°C ila +85°C; Depolama: -40°C ila +100°C. Geniş çalışma aralığı, hem tüketici hem de bazı endüstriyel ortamlar için uygun olmasını sağlar.
• Lehimleme Koşulu:260°C tepe sıcaklığında 10 saniye boyunca IR yeniden akışa dayanır, kurşunsuz lehim süreçleriyle uyumludur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ta=25°C'de Tipik)

Bunlar, tasarım ve sınıflandırma için kullanılan standart test koşulları ve tipik performans değerleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Belirli test akımlarında ölçülür (Mavi: 12mA, Yeşil: 30mA, Kırmızı: 30mA). Tipik değer 2750 mcd'dir (milikandela), minimum 1735 mcd, maksimum 4265 mcd'dir. Değişim, sınıflandırma sistemi ile ele alınır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Çok geniş, tipik 130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerindeki değerinin yarısına düştüğü tam açıdır; dağınık lensli bir yandan ışık yayan LED'in karakteristiğidir ve geniş, eşit aydınlatma sağlar.
• Dalga Boyu Parametreleri:
  • Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP): Mavi: 466 nm, Yeşil: 516 nm, Kırmızı: 632 nm (tipik).
  • Baskın Dalga Boyu (λd): Aralık, algılanan rengi tanımlar. Mavi: 467-477 nm, Yeşil: 516-526 nm, Kırmızı: 618-628 nm.
  • Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): Mavi: 25 nm, Yeşil: 35 nm, Kırmızı: 20 nm (tipik). Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir Δλ daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
• İleri Gerilim (Vf):Test akımında LED üzerindeki gerilim düşüşü. Aralıklar şöyledir: Mavi: 2.45-3.25V, Yeşil: 2.55-3.35V, Kırmızı: 1.90-2.70V. Bu aralık, özellikle sabit gerilim kaynakları için sürücü tasarımında dikkate alınmalıdır.
• Ters Akım (Ir):5V ters gerilimde (Vr) maksimum 10 μA. Bu test kalite güvencesi içindir; cihaz ters öngerilimde çalışmak için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. LTST-FS63HBGED iki temel sınıflandırma kriteri kullanır.

3.1 Işık Şiddeti (Iv) Sınıfı

LED'ler, standart test akımlarında ölçülen ışık şiddetlerine göre sınıflandırılır. Sınıflar şu şekilde tanımlanır:

- BB Sınıfı:1735 mcd (Min) ila 2340 mcd (Maks).

- CC Sınıfı:2340 mcd (Min) ila 3160 mcd (Maks).

- DD Sınıfı:3160 mcd (Min) ila 4265 mcd (Maks).

Her sınıf içinde +/-%15'lik bir tolerans uygulanır. Tasarımcılar, uygulamaları için minimum bir parlaklık seviyesini garanti etmek amacıyla gerekli sınıfı belirtmelidir.

3.2 Renk Tonu (Renk Kromatikliği) Sınıfı

Bu, CIE 1931 (x, y) kromatiklik koordinatlarına dayanan daha karmaşık iki boyutlu bir sınıflandırmadır. Veri sayfası bir sınıf matrisi sağlar (ör. B0, B1, B2, B3, C0, C1... D3). Her sınıf, renk şeması üzerinde bir dörtgen alanla tanımlanır. Örneğin, B0 Sınıfı, (x: 0.2685-0.2885, y: 0.2730-0.3010) ile tanımlanan sınırlar içindeki koordinatları kapsar. Bir sınıf içindeki her (x, y) koordinat için +/- 0.01 toleransa izin verilir. Bu sistem, belirli bir Renk Tonu sınıfındaki tüm LED'lerin standart koşullar altında görsel olarak aynı renkte görüneceğini garanti eder; bu, birden fazla gösterge arasında tek tip renk görünümü gerektiren uygulamalar için kritiktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan karakteristik eğriler, değişen koşullar altında cihaz davranışı hakkında daha derin bir içgörü sunar.

4.1 Bağıl Şiddet - Dalga Boyu (Şekil 1)

Bu spektral dağılım eğrisi, her dalga boyundaki bağıl ışık çıkış gücünü gösterir. Her renk çipi için tepe dalga boylarını (λP) ve spektral yarı genişlikleri (Δλ) görsel olarak doğrular. InGaN (Mavi ve Yeşil) eğrileri tipik olarak, biraz daha geniş bir spektruma sahip olabilen AlInGaP (Kırmızı) ile karşılaştırıldığında daha keskin bir tepe gösterir.

4.2 İleri Akım - İleri Gerilim (Şekil 2)

Bu IV eğrisi doğrusal olmayan ve üstel bir yapıya sahiptir, tipik bir diyot karakteristiğidir. Eğri, Kırmızı (AlInGaP, ~1.9V) ile Mavi/Yeşil (InGaN, ~2.5-3.0V) için farklı açılma gerilimleri gösterir. Çalışma bölgesindeki eğrinin eğimi, LED'in dinamik direncini temsil eder. Bu grafik, ileri gerilim aralığı boyunca kararlı çalışmayı sağlamak için sabit akımlı sürücüler tasarlamak için çok önemlidir.

4.3 İleri Akım Azaltma Eğrisi (Şekil 3)

Bu, güvenilirlik için en kritik grafiklerden biridir. Ortam sıcaklığının (Ta) bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı gösterir. Ta arttıkça, LED eklem sıcaklığının limitini aşmasını önlemek ve böylece lümen azalmasını hızlandırmamak ve ömrü kısaltmamak için maksimum akım azaltılmalıdır. Eğri tipik olarak, 25°C'de belirli bir akımdan maksimum eklem sıcaklığında (maksimum çalışma sıcaklığı ile ima edilen) sıfıra doğru lineer bir azalma gösterir.

4.4 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (Şekil 4)

Bu eğri, ışık çıkışının (ışık şiddeti) ileri akımla arttığını gösterir, ancak ilişki mükemmel şekilde doğrusal değildir, özellikle artan ısı nedeniyle verimliliğin düşebileceği yüksek akımlarda. Bu, tasarımcıların parlaklığı verimlilik ve uzun ömür ile dengeleyen bir çalışma akımı seçmelerine yardımcı olur.

4.5 Işınım Deseni (Şekil 5 ve Şekil 6)

Bu kutupsal diyagramlar, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösterir. Dağınık lensli yandan ışık yayan bir LED tipik olarak geniş, lambert benzeri bir yayılım deseni gösterir. Şekil 5 (Yatay) ve Şekil 6 (Dikey), şiddeti merkez eksenden açının bir fonksiyonu olarak gösterir ve 130 derecelik görüş açısını doğrular. Desen, tutarlı eksen dışı görünüm için simetrik olmalıdır.

5. Mekanik, Paketleme ve Montaj Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Bacak Ataması

Cihaz, bir EIA standart paket şekline uyar. Kritik boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve 0.30 mm'lik ultra kritik kalınlık bulunur. Bacak ataması açıkça tanımlanmıştır: Bacak 3 ortak katottur (veya anot, iç yapıya bağlı olarak; veri sayfası bunu her üç renk için ortak bacak olarak belirtir). Kırmızı çipin anodu Bacak 1, Yeşil çipin anodu Bacak 2 ve Mavi çipin anodu Bacak 4'tür. Bu bilgi, doğru PCB düzeni ve montaj sırasında yönlendirme için hayati öneme sahiptir.

5.2 Önerilen PCB Pad Tasarımı ve Lehimleme Yönü

Veri sayfası bir pad deseni önerisi içerir. Bu, güvenilir bir lehim bağlantısı sağlarken "mezar taşı" oluşumunu (yeniden akış sırasında bileşenin bir uçta dikilmesi) en aza indirmek için PCB üzerindeki bakır padlerin optimal boyutunu ve şeklini gösterir. Ayrıca, otomatik al-yerleştir makineleri için LED'in bant üzerindeki PCB'ye göre uygun yönlendirmesini belirtir.

5.3 Bant ve Makara Paketleme Özellikleri

LED'ler, 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Temel özellikler şunlardır:

- Yuva Boyutları:LED'i güvenli bir şekilde tutmak için kesin boşluk boyutu.

- Adım:Bileşen yuvaları arasındaki mesafe (ör. 4mm).

- Makara Boyutları:Göbek çapı, flanş çapı ve toplam genişlik.

- Miktar:Tam makara başına 4000 adet.

- Kapak Bandı:Yuvaları kapatmak için kullanılır; yerleştirme makinesi için doğru sıyrılma gücüne sahip olmalıdır.

- Paketleme Standartları:ANSI/EIA-481 ile uyumludur.

- Kalite Kuralları:Maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir; artıklar için minimum paket miktarı 500 adettir.

6. Montaj, İşleme ve Uygulama Kılavuzları

6.1 Lehimleme Süreci

Cihaz, kurşunsuz bir profil ile kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme için niteliklidir. Kritik parametre, mutlak maksimum değerlerde tanımlandığı gibi, 10 saniye süreyle 260°C'lik bir tepe sıcaklığıdır. Tasarımcılar, plastik paketi veya iç tel bağlantılarını hasardan korumak için yeniden akış fırın profillerinin bu sınırlar içinde kaldığından emin olmalıdır.

6.2 Temizlik

Lehim sonrası temizlik dikkatle yapılmalıdır. Yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan daha kısa süre daldırmayı önerir. Daha sert kimyasallar veya uzun süreli maruz kalma, epoksi lensi veya paket işaretlerini hasara uğratabilir.

6.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

2000V HBM olarak derecelendirilmiş olsa da, cihaz ESD hasarına karşı hassastır. Uygun işleme prosedürleri zorunludur: topraklanmış bileklikler, antistatik paspaslar kullanın ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun. LED çıplak elle doğrudan tutulmamalıdır.

6.4 Depolama Koşulları

Raf ömrünü korumak için, LED'ler orijinal nem bariyerli torbalarında, 30°C veya daha düşük ve %90 bağıl nem veya daha düşük koşullarda depolanmalıdır. Önerilen kullanım süresi, bu koşullar altında depolandığında sevkiyat tarihinden itibaren bir yıldır. Torba açılmışsa veya nem göstergesi kartı aşırı nem maruziyeti gösteriyorsa, yeniden akış öncesi "patlamış mısır" etkisini (hızlı buhar genleşmesi nedeniyle paket çatlaması) önlemek için kurutma gerekebilir.

6.5 Uygulama Uyarıları

Veri sayfası, "sıradan elektronik ekipman" için amaçlanan kullanımı açıkça belirtir. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalarda (havacılık, tıbbi, ulaşım güvenlik sistemleri), üretici ile ön görüşme ve niteliklendirme gereklidir. Bu, bileşenin ticari/endüstriyel kullanım için sınıflandırıldığını ve daha fazla inceleme olmaksızın güvenlik açısından kritik uygulamalar için olmayabileceğini vurgular.

7. Tasarım Hususları ve Tipik Uygulama Devreleri

7.1 LED'in Sürülmesi

Üstel IV karakteristiği nedeniyle, kararlı ışık çıkışı için LED'ler bir gerilim kaynağı değil, bir akım kaynağı tarafından sürülmelidir. En basit yöntem, bir gerilim kaynağı ile seri bir akım sınırlama direnci kullanmaktır. Direnç değeri (R) şu şekilde hesaplanır: R = (V_besleme - Vf_LED) / If, burada Vf_LED istenen akımdaki (If) belirli renk çipinin ileri gerilimidir. Vf bir aralığa sahip olduğundan, minimum Vf ile bile If'in maksimum dereceyi aşmamasını sağlamak için direnç seçilmelidir. Hassasiyet veya pil ile çalışan uygulamalar için, özel bir sabit akımlı LED sürücü entegresi önerilir. Tam renk karışımını etkinleştirmek için her renk çipi bağımsız olarak sürülmelidir.

7.2 Termal Yönetim

Küçük boyutuna rağmen, eklem sıcaklığını yönetmek uzun ömür için anahtardır. Isı dağılımının birincil yolu, lehim padleri aracılığıyla PCB bakırına doğrudur. Bu nedenle, önerilen pad düzenini kullanmak ve padlere bağlı bakır alanını (termal rahatlama) maksimize etmek önemlidir. Mutlak maksimum akımda, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında çalışmaktan kaçının ve azaltma eğrisine başvurun.

7.3 Optik Entegrasyon

Beyaz dağınık lens, karışık bir ışık çıkışı sağlar. Belirli ışın desenleri gerektiren uygulamalar için, LED etrafında ikincil optikler (ışık kılavuzları, yansıtıcılar) tasarlanabilir. Geniş görüş açısı, onu tuş arka aydınlatmasında yaygın olarak kullanılan ince ışık kılavuzlarını kenardan aydınlatmak için uygun hale getirir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTST-FS63HBGED'nin pazardaki ana farklılaştırıcıları şunlardır:

1. Form Faktörü:0.30mm kalınlık, onu tipik olarak daha yüksek olan standart üstten ışık yayan SMD LED'lerden ayıran ultra ince tasarımlar için kilit bir etkendir.

2. Entegrasyon:Üç ana renk çipini tek bir pakette birleştirmek, üç ayrı LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar ve montajı basitleştirir.

3. Performans:Mavi/yeşil için InGaN ve kırmızı için AlInGaP kullanımı yüksek verimlilik ve iyi renk doygunluğu sağlar.

4. Üretilebilirlik:Otomatik, yüksek hızlı SMT montaj hatlarıyla tam uyumluluk, seri üretim için maliyet etkin olmasını sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Her üç rengi aynı anda maksimum DC akımları olan 30mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. Toplam güç dağılımı dikkate alınmalıdır. Her biri 30mA'de eşzamanlı çalışma, muhtemelen paketin toplam güç dağılım kapasitesini aşarak aşırı ısınmaya yol açar. Ortam sıcaklığına dayalı güvenli eşzamanlı çalışma akımlarını belirlemek için azaltma eğrisi ve bireysel Pd derecelendirmeleri kullanılmalıdır.

S: Mavi (12mA) ile Yeşil/Kırmızı (30mA) çipler için test akımları neden farklı?

C: Bu, farklı yarı iletken malzemelerin (InGaN vs. AlInGaP) doğal verimliliği ve çalışma karakteristikleri ile ilgilidir. Üretici, her çip için tipik, verimli bir çalışma noktasını temsil eden ve ısıyı ve ömrü yönetirken hedef ışık şiddetine ulaşan test akımlarını seçmiştir.

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

C: Beyaz ışık, üç ana rengi belirli şiddet oranlarında karıştırarak oluşturulur. Bu, her çipin bağımsız darbe genişlik modülasyonu (PWM) veya analog akım kontrolünü gerektirir. Kesin oranlar, kullanılan belirli LED'lerin kromatiklik sınıflarına ve hedef beyaz noktaya (ör. soğuk beyaz, sıcak beyaz) bağlıdır.

S: Ters gerilim koruması gerekli mi?

C: Cihaz 5V ters öngerilim testine dayanabilse de, ters yönde çalışmak için tasarlanmamıştır. Devrede ters gerilim uygulanma olasılığı varsa (ör. endüktif bir yükte veya AC bağlantılı bir sinyal ile), seri veya paralel (konfigürasyona bağlı olarak) harici bir koruma diyotu kullanılmalıdır.