LTW-326DSKS-5A SMD LED Veri Sayfası - Yandan Işık Yayan - Beyaz & Sarı - 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTW-326DSKS-5A, LCD arka aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmış, çift çipli, yandan ışık yayan bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, tek bir EIA standart paket içinde iki farklı yarı iletken teknolojisini birleştirir: beyaz ışık yayımı için ultra parlak bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çipi ve sarı ışık yayımı için bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) çipi. Temel tasarım amacı, sıvı kristal ekranlar için alan kısıtlamalarının ve düzgün ışık dağılımının kritik olduğu durumlarda verimli, güvenilir ve kompakt kenar aydınlatması sağlamaktır. Yandan ışık yayan lens profili, ışığı ışık kılavuzu plakası boyunca yanal olarak yönlendirmek için optimize edilmiştir; bu, düzgün bir arka aydınlatma elde etmek için temel bir gerekliliktir. Cihaz, modern elektronik üretiminde kullanılan yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Beyaz InGaN çipi için maksimum sürekli DC ileri akım 20mA olarak belirtilmiştir ve darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 100mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Sarı AlInGaP çipi aynı 20mA DC akım sınırını paylaşır ancak 80mA'lik daha düşük bir tepe akım derecesine sahiptir. Maksimum güç dağılımı, ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de hesaplandığında beyaz çip için 72mW ve sarı çip için 48mW'dir. Bu derecelendirmeler, nihai uygulamadaki termal yönetim için çok önemlidir. Cihaz, -20°C ila +80°C çalışma sıcaklığı aralığına ve -40°C ila +85°C depolama sıcaklığı aralığına sahiptir. Montaj için önemli bir spesifikasyon, kurşunsuz lehim profilleriyle uyumlu olan ve 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığına sahip kızılötesi reflow lehimleme koşuludur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Elektriksel ve optik özellikler, Ta=25°C standart test koşullarında ve 5mA ileri akımında (IF) ölçülür. Beyaz LED için ışık şiddeti (Iv) minimum 28.0 mcd'den maksimum 112.0 mcd'ye kadar değişir. Sarı LED, 7.1 mcd'den 71.0 mcd'ye kadar daha düşük bir Iv aralığına sahiptir. Her iki renk için tipik görüş açısı (2θ1/2) 130 derecedir ve arka aydınlatma difüzyonu için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar. İleri voltaj (VF) tipik olarak beyaz için 2.55V (maks 3.15V) ve sarı için 2.0V'dir (maks 2.4V). Ters akım (IR), 5V ters voltajda (VR) maksimum 10 µA ile sınırlıdır; cihazın ters öngerilim altında çalışması için tasarlanmadığına dikkat etmek kritiktir. Sarı LED'in optik özellikleri, tipik 591 nm tepe emisyon dalga boyu (λP), 590 nm baskın dalga boyu (λd) ve 15 nm spektral yarı genişlik (Δλ) ile daha da tanımlanır. Belirtilen test koşulları için CIE 1931 diyagramında kromatiklik koordinatları tipik olarak x=0.3, y=0.3'tür.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, temel performans parametrelerine göre LED'leri kategorize etmek ve bir üretim partisi içinde tutarlılık sağlamak için kapsamlı bir sınıflandırma sistemi kullanır. Bu, düzgün renk ve parlaklık gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

3.1 Beyaz LED için İleri Voltaj (VF) Sınıflandırması

Beyaz LED'ler, IF=5mA'daki ileri voltajlarına göre üç VF sınıfına (A, B, C) ayrılır. A sınıfı 2.55V ila 2.75V'u, B sınıfı 2.75V ila 2.95V'u ve C sınıfı 2.95V ila 3.15V'u kapsar. Her sınıfa ±0.1V tolerans uygulanır.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

Beyaz ve sarı LED'ler için ayrı Iv sınıflandırma tabloları bulunur. Beyaz için: N sınıfı (28.0-45.0 mcd), P sınıfı (45.0-71.0 mcd), Q sınıfı (71.0-112.0 mcd). Sarı için: K sınıfı (7.10-11.2 mcd), L sınıfı (11.2-18.0 mcd), M sınıfı (18.0-28.0 mcd), N sınıfı (28.0-45.0 mcd), P sınıfı (45.0-71.0 mcd). Her yoğunluk sınıfına ±%15 tolerans uygulanır.

3.3 Renk Tonu (Kromatiklik) Sınıflandırması

İlgili LED rengi için geçerli olan renk tonu sınıflandırması, CIE 1931 kromatiklik koordinatlarını kullanır. Altı sınıf tanımlanmıştır (S1'den S6'ya kadar) ve her biri (x, y) koordinat tablosunda bir dörtgen alanı belirtir. Bu dörtgenlerin her köşesinin koordinatları veri sayfasında kesin olarak listelenmiştir. Her renk tonu sınıfı koordinatına ±0.01 tolerans uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak için gerekli olan tipik elektriksel ve optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler sağlanan metinde yeniden üretilmemiş olsa da, tipik olarak sürücü devre tasarımı için doğrusal olmayan ve kritik olan ileri akım (IF) ve ileri voltaj (VF) arasındaki ilişkiyi içerir. Bir diğer standart eğri, çıkışın sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösteren ve daha yüksek akımlarda verim düşüşünü vurgulayan ışık şiddetinin (Iv) ileri akıma (IF) karşı değişimini gösterir. Işık şiddeti ve ortam sıcaklığı arasındaki ilişki de kritiktir, çünkü LED çıkışı genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Sarı LED için, tipik bir spektral dağılım grafiği, 590-591 nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, 15 nm yarı genişlikle renk saflığını tanımlayan dalga boyuna karşı bağıl yoğunluğu gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Cihaz Boyutları ve Pin Yapılandırması

LED, bir EIA standart paket şekline uyar. Yandan ışık yayan lens önemli bir mekanik özelliktir. Pin ataması net bir şekilde tanımlanmıştır: Pin C2 yeşil/beyaz InGaN çipi içindir ve Pin C1 sarı AlInGaP çipi içindir. Paket çizimindeki tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.10 mm'dir. Bu hassas boyutsal veri, doğru PCB ayak izleri oluşturmak ve montaj içinde uygun oturmayı sağlamak için gereklidir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Tasarımı ve Polarite

Veri sayfası, güvenilir bir lehim bağlantısı ve reflow sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen lehim pedi boyutlarını sağlar. Ayrıca, yerleştirme sürecini optimize etmeye yardımcı olabilecek bant makarası yönüne göre önerilen lehimleme yönünü belirtir. Ters kurulum LED'in ışık yaymasını engelleyeceğinden, yerleştirme sırasında doğru polarite tanımlaması hayati önem taşır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Süreci

Cihaz, kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle tam uyumludur. Mutlak maksimum koşul 10 saniye için 260°C'dir. Tipik olarak bir ön ısıtma bölgesi, bir termal ıslatma bölgesi, kontrollü bir tepe sıcaklığı ve sıvı üstü süresi (TAL) olan bir reflow bölgesi ve kontrollü bir soğutma bölgesi içeren önerilen bir reflow profili ima edilir. LED'in epoksi lensine ve iç tel bağlarına zarar vermemek için 260°C/10s limitini aşmayan bir profile uymak kritiktir.

6.2 Temizleme ve Taşıma

Temizleme dikkatle yapılmalıdır. Sadece belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Veri sayfası, temizlik gerekliyse normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine zarar verebilir. Kritik bir taşıma notu, Elektrostatik Deşarj'a (ESD) karşı korumayı vurgular. Bazı IC'ler gibi her zaman yüksek ESD hassasiyetli olarak düşünülmese de, LED'ler statik elektrik ve dalgalanmalardan zarar görebilir. Bileklik veya antistatik eldiven kullanılması ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklanması önerilir.

6.3 Depolama Koşulları

Depolama koşulları, nem hassas paketin mühürlü veya açık olmasına göre değişir. Orijinal mühürlü torba (nem alıcı ile) bozulmamışken, LED'ler ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Nem geçirmez torba açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C veya %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan cihazların bir hafta içinde IR reflow işlemine tabi tutulması şiddetle tavsiye edilir. Orijinal torba dışında daha uzun süreli depolama için, reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek amacıyla nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen saflaştırılmış bir kurutucuda saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Ürün, otomatik montajla uyumlu bir bant ve makara formatında tedarik edilir. Bant genişliği 8mm'dir. Makaralar 7 inç çapındadır ve tipik olarak makara başına 3000 adet içerir. 3000'in katları olmayan sipariş miktarları için, kalanlar için minimum paketleme miktarı 500 adet olarak belirtilmiştir. Paketleme ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarına uyar. Makara için önemli kalite notları şunlardır: boş bileşen yuvaları kapak bandı ile kapatılır ve makaradaki maksimum ardışık eksik bileşen (lamba) sayısı ikidir.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Hedef Uygulama Senaryoları

LTW-326DSKS-5A'nın birincil ve tasarlanmış uygulaması, tüketici ve endüstriyel elektroniklerde LCD arka aydınlatma üniteleri (BLU'lar) için bir kenar ışık kaynağı olarak kullanılmaktır. Bu, monitörler, televizyonlar, dizüstü ekranlar, gösterge panelleri ve tabelaları içerir. Yandan ışık yayan lens, ışığı bir ışık kılavuzu plakasının (LGP) kenarına verimli bir şekilde bağlamak için özel olarak tasarlanmıştır; bu plaka daha sonra mikro yapılar veya difüzör desenleri kullanarak ışığı ekran alanı boyunca düzgün bir şekilde dağıtır.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

LED'ler akım kontrollü cihazlar olduğundan, tasarımcılar uygun akım sınırlama mekanizmaları uygulamalıdır. Düşük akım uygulamaları için basit bir seri direnç yaygındır, ancak özellikle parlaklık düzgünlüğü kritik olduğunda daha iyi stabilite ve uzun ömür için sabit akım sürücüleri önerilir. Devre, ileri akım, ters voltaj ve güç dağılımı için mutlak maksimum derecelendirmelere uymalıdır. Termal yönetim de önemlidir; paket kendisi ısıyı dağıtsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak daha düşük bir jonksiyon sıcaklığını korumaya, ışık çıkışını ve cihaz ömrünü korumaya yardımcı olabilir.

8.3 Optik Tasarım Hususları

130 derecelik görüş açısı, ışık kılavuzu ve difüzör sisteminin optik tasarımında dikkate alınmalıdır. LED yayıcı yüzeyinden ışık kılavuzu plakası kenarına olan mesafe ve LED çevresinde yansıtıcı bant kullanımı, bağlantı verimliliğini ve sıcak nokta oluşumunu önemli ölçüde etkileyebilir. Bu pakette çift renkli LED (beyaz ve sarı) kullanımı, iki çipin bağımsız olarak sürülmesiyle kontrol edilebilecek renk karışımı veya belirli renk sıcaklığı ayarının gerekli olabileceği uygulamaları düşündürür.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin temel farklılaştırıcı özelliği, standart bir SMD ayak izinde yandan ışık yayan lens geometrisi ile çift çipli (beyaz/sarı) konfigürasyonunun birleşimidir. Üstten ışık yayan LED'lere kıyasla, yandan ışık yayanlar, ışığı ışık kılavuzunun düzlemine dik olarak değil, içine yönlendirdikleri için optik kayıpları azaltarak, kenardan aydınlatmalı arka aydınlatma uygulamaları için doğal olarak daha uygundur. İki rengin entegrasyonu, tek renkli yandan ışık yayan paketlerde bulunmayan tasarım esnekliği sağlar. Beyaz için InGaN ve sarı için AlInGaP kullanımı, bu renkler için standart, güvenilir yarı iletken teknolojilerini temsil eder ve iyi verimlilik ve stabilite sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Beyaz ve sarı çipleri aynı anda her biri için maksimum 20mA DC akımda sürebilir miyim?

C: Evet, ancak toplam güç dağılımını dikkate almalısınız. Beyaz çip 72mW'ye kadar, sarı çip ise 48mW'ye kadar güç dağıtır, toplam 120mW eder. PCB'nin termal tasarımı bu birleşik ısı yükünü yönetmelidir.

S: Sınıflandırma kodlarının amacı nedir?

C: Sınıflandırma, elektriksel ve optik tutarlılığı sağlar. Düzgün bir arka aydınlatma için, ekran boyunca görünür parlaklık veya renk varyasyonlarından kaçınmak için tipik olarak aynı Iv ve Renk Tonu sınıflarından LED'ler belirtirsiniz.

S: Veri sayfasında \"tepe ileri akım\" derecesinden bahsediliyor. Bunu PWM karartma için kullanabilir miyim?

C: Evet, tepe akım derecesi (beyaz için 100mA, sarı için 1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe altında 80mA) kısa süreli aşırı sürüme izin verir; bu, daha geniş bir dinamik aralık elde etmek için belirli PWM karartma şemalarında kullanılabilir. Ancak, zaman içindeki ortalama akım hala DC ileri akım derecesine uymalıdır ve sürücü devresi temiz, hızlı akım darbeleri sağlayacak şekilde dikkatlice tasarlanmalıdır.

S: Nem bariyeri torbası açıldıktan sonraki 1 haftalık reflow son tarihi ne kadar kritiktir?

C: Nem kaynaklı kusurları önlemek için güçlü bir tavsiyedir. Son tarih aşılırsa, LED'ler reflow'dan önce emilen nemi uzaklaştırmak için uygun nem hassasiyet seviyesi (MSL) profiline göre pişirilmelidir.

11. Pratik Uygulama Örneği

Tipik bir kullanım durumu, 7 inçlik bir endüstriyel dokunmatik ekran ekranındadır. Tasarım, yüksek düzgünlük ve belirli bir renk sıcaklığına sahip kenardan aydınlatmalı bir arka aydınlatma gerektirir. Mühendis LTW-326DSKS-5A LED'i seçer. Ekran boşluğunun alt kenarı boyunca yerleştirilmiş 12 LED'li bir PCB tasarlarlar. Lehim pedi düzeni, veri sayfasının önerdiği boyutları takip eder. Her LED dizisine sabit 5mA sağlamak için bir sabit akım sürücü IC seçilir. İstenen 4500K beyaz noktasına ulaşmak için, tasarımcı sadece beyaz InGaN çiplerini sürmeye karar verir. Renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için tüm LED'leri Renk Tonu S3 ve Işık Şiddeti P sınıfından belirtirler. Montaj sırasında, bant ve makara paketlemesi otomatik bir yerleştirme makinesiyle kullanılır. Kart, tepe sıcaklığı dikkatlice 260°C'nin altında kontrol edilen kurşunsuz bir reflow işleminden geçer. Montajdan sonra, ışık kılavuzu plakası ve optik filmler üstte monte edilir ve LCD için parlak, düzgün bir arka aydınlatma elde edilir.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Cihaz, yarı iletken malzemelerde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. LED çipinin p-n eklemine ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. InGaN çipi daha geniş bir bant aralığına sahiptir ve mavi ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu mavi ışık daha sonra paket içindeki bir fosfor kaplamasını uyarır ve bu kaplama mavi ışığın bir kısmını daha uzun dalga boylarına (sarı, kırmızı) dönüştürerek beyaz ışık algısına neden olur - bu yöntem fosfor dönüştürmeli beyaz olarak bilinir. AlInGaP çipi daha dar bir bant aralığına sahiptir ve fosfor dönüşümüne gerek kalmadan spektrumun sarı/kehribar bölgesinde doğrudan ışık yayar. Yandan ışık yayan lens, ışık çıkış desenini şekillendiren kalıplanmış epoksi veya silikondan yapılmıştır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

LCD'ler için arka aydınlatma trendi, özellikle tüketici elektroniğinde, küçülme ve daha yüksek verimlilik yönündedir. Bu, daha yüksek ışık etkinliğine (watt başına daha fazla lümen) sahip LED'lerin geliştirilmesini teşvik ederek aynı parlaklığı elde etmek için daha az LED veya daha düşük sürücü akımlarına izin verir, böylece enerji tasarrufu sağlar ve ısıyı azaltır. Ayrıca, daha iyi renk gamı kapsamına yönelik bir trend vardır; genellikle daha dar emisyon spektrumuna sahip LED'ler veya birden fazla ana rengin (RGB) birleştirilmesi kullanılır. Bu özel ürün beyaz+sarı kombinasyonu kullanırken, diğer çözümler mavi LED + kırmızı fosfor veya birden fazla tek renkli çip kullanabilir. Çok ince ekranlar için, yandan ışık yayan LED'in giderek daha ince ışık kılavuzu plakalarına hassas optik bağlantısı önemli bir mühendislik zorluğu olmaya devam etmektedir. Ayrıca, panelin arkasında çok küçük üstten ışık yayan LED dizileri kullanan doğrudan aydınlatmalı Mini-LED arka aydınlatmaların yükselişi, yüksek dinamik aralıklı (HDR) ekranlar için alternatif bir teknolojik yol temsil etse de, bu LED'in sağladığı gibi kenardan aydınlatmalı çözümler maliyet hassas ve alan kısıtlı uygulamalar için baskın kalmaktadır.