SMD LED RGB Beyaz Difüze 5630 Paket - Boyutlar 5.6x3.0x1.9mm - Gerilim 1.8-3.8V - Güç 0.13W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, beyaz difüze lensli, 5630 paket formatında bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, tek bir paket içinde üç ayrı ışık yayan çip entegre eder: bir Kırmızı (AlInGaP), bir Yeşil (InGaN) ve bir Mavi (InGaN). Bu konfigürasyon, çiplerin ayrı ayrı veya birleşik olarak kontrol edilmesiyle çeşitli renklerin oluşturulmasına olanak tanır. Temel tasarım hedefi, otomatik montaj süreçlerine uygun, kompakt, güvenilir ve verimli bir aydınlatma çözümü sunmaktır.

1.1 Temel Avantajlar

• Küçültülmüş Tasarım:Küçük form faktörü, baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerindeki alanı kısıtlı uygulamalar için idealdir.
• Otomasyon Uyumluluğu:Paket, otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır, bu da yüksek hacimli üretimi kolaylaştırır.
• Çok Yönlü Renk Çıktısı:Entegre RGB çipleri, geniş bir renk spektrumu sağlar ve durum göstergesi, arka aydınlatma ve dekoratif aydınlatma için uygun hale getirir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.
• Standart Paketleme:7 inç çapında makaralara sarılı 12mm şerit üzerinde, verimli taşıma ve depolama için EIA standartlarına uygun olarak tedarik edilir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, güvenilir ve kompakt gösterge aydınlatmasının gerekli olduğu çok çeşitli elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Tipik uygulama alanları şunları içerir:

• Tüketici Elektroniği:Telsiz telefonlar, cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve ev aletlerindeki durum göstergeleri.
• Profesyonel ve Endüstriyel Ekipmanlar:Ağ sistemleri, ofis otomasyon cihazları ve endüstriyel kontrol panellerindeki ön panel göstergeleri.
• Ekran ve Tabelacılık:Sinyal ve sembol aydınlatma uygulamaları ile difüze, düzgün bir ışık çıktısının istendiği ön panel arka aydınlatmaları.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi yoktur.

• Güç Dağılımı (Pd):Kırmızı: 130 mW; Yeşil/Mavi: 114 mW. Bu parametre, LED'in ısı olarak dağıtabileceği maksimum gücü gösterir. Bu limitin aşılması termal hasar riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) tüm renkler için 100 mA. Bu, kısa süreli yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanışlıdır ancak sürekli çalışma için değildir.
• DC İleri Akımı (I_F):Kırmızı: 50 mA; Yeşil/Mavi: 30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma: -40°C ila +85°C; Depolama: -40°C ila +100°C. Bunlar, cihaz işlevselliği ve çalışmayan depolama için çevresel limitleri tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve I_F=20mA standart test koşulunda ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_v):Algılanan ışık çıktısının temel bir ölçüsüdür. Minimum/Tipik/Maksimum değerler: Kırmızı: 560/-/1120 mcd; Yeşil: 1400/-/2800 mcd; Mavi: 280/-/560 mcd. Yeşil çip en yüksek tipik çıktıyı sergiler.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 120 derece. Difüze lens tarafından sağlanan bu geniş açı, dar bir ışın demeti yerine geniş ve eşit bir aydınlatma sağlar, bu da gösterge uygulamaları için idealdir.
• İleri Gerilimi (V_F):LED iletimdeyken üzerindeki gerilim düşümü. Aralıklar: Kırmızı: 1.8V ila 2.6V; Yeşil/Mavi: 2.8V ila 3.8V. Kırmızı çipin daha düşük V_Fdeğeri, AlInGaP teknolojisinin InGaN'a (yeşil/mavi) kıyasla karakteristik bir özelliğidir. Tasarımcılar, sürücü devre tasarımında bu farklılıkları hesaba katmalıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P) ve Baskın Dalga Boyu (λ_d): λ_Pspektral tepe noktasıdır: Kırmızı ~630nm, Yeşil ~518nm, Mavi ~468nm. λ_dinsan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur, yeşil (520-530nm) ve mavi (465-475nm) için belirtilen sınıflar vardır.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır. Ters gerilim olasılığı varsa devre koruması (örneğin, seri bir direnç veya diyot) önerilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu cihaz, ışık şiddeti ve baskın dalga boyuna dayalı iki boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Her renk çipi, 20mA'daki ışık çıktısına göre ayrı ayrı sınıflandırılır.

• Kırmızı:U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd) sınıfları.
• Yeşil:W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd), X2 (2240-2800 mcd) sınıfları.
• Mavi:T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd) sınıfları.
• Her bir ışık şiddeti sınıfı içindeki tolerans +/-%11'dir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Tonu kontrol etmek için Yeşil ve Mavi çiplerine uygulanır.

• Yeşil:AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm) sınıfları.
• Mavi:AC (465-470 nm), AD (470-475 nm) sınıfları.
• Her bir dalga boyu sınıfı içindeki tolerans +/-1 nm'dir.

3.3 Birleşik Sınıf Kodu (Etiket Üzeri Kodu)

Ürün makarası etiketine basılan tek bir alfasayısal kod (örneğin, A1, B4, D2), her üç rengin ışık şiddeti sınıflarını ve yeşil/mavi için dalga boyu sınıflarını birleştirir. Bu çapraz referans tablosu, tasarımcıların sıkı kontrollü optik özelliklere sahip LED'leri belirlemesine ve tedarik etmesine olanak tanır, böylece nihai ürünlerinde görsel tutarlılık sağlanır. Örneğin, 'A1' kodu, Kırmızı için U2, Yeşil için W2 ve Mavi için T1 sınıfını belirtir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

Cihaz standart bir 5630 ayak izine uyar. Ana boyutlar (milimetre cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.2mm) yaklaşık 5.6mm gövde uzunluğu, 3.0mm genişlik ve 1.9mm yükseklik içerir. Detaylı bir boyut çizimi, pad konumlarını, lens şeklini ve polarite işaretlerini belirtir.

4.2 Pin Ataması ve Polarite

6-pad konfigürasyonu, her bir çipe bağımsız erişim sağlar: Pin 1 & 6: Mavi; Pin 2 & 5: Yeşil; Pin 3 & 4: Kırmızı. Her bir çipin katodu tipik olarak ayak izi diyagramında gösterilir. PCB yerleşimi ve montajı sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

4.3 Önerilen PCB Bağlantı Pad'i

Doğru lehim bağlantısı oluşumu, mekanik stabilite ve reflow lehimleme sırasında ısı dağılımı için önerilen bir land pattern (ayak izi) sağlanmıştır. Bu desene uymak, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

4.4 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, kapak bandı ile kapatılmış kabartmalı taşıyıcı bantta (12mm genişlik) tedarik edilir. Bant, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 1000 adet içerir. Paketleme, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlayan EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için J-STD-020B'ye uygun önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Bu profil, kritik parametreleri detaylandırır: ön ısıtma, bekleme, reflow tepe sıcaklığı (LED'in maksimum sıcaklık derecesini aşmamalıdır) ve soğutma oranları. Bu profili takip etmek, termal şok ve LED paketi veya epoksi lense zarar gelmesini önlemek için esastır.

5.2 Temizlik

Montaj sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasalların kullanımı, lens malzemesine veya paket işaretlerine zarar verebilir.

5.3 Depolama Koşulları

Kapalı Paket:Orijinal nem geçirmez torbalarında ve kurutucu ile birlikte olan LED'ler ≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalıdır. Bu koşullar altında önerilen raf ömrü bir yıldır.
Açılmış Paket:Nem bariyer torbası açıldıktan sonra, bileşenler derhal kullanılmalıdır. Depolama gerekliyse, koşullar 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Daha yüksek neme maruz kalma, nem emilimine yol açabilir ve bu da reflow lehimleme sırasında \"patlamış mısır\" (paket çatlaması) etkisine neden olabilir.

6. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

6.1 Sürücü Devre Tasarımı

Kırmızı, yeşil ve mavi çiplerin farklı ileri gerilimleri (V_F) nedeniyle, ortak bir voltaj kaynağına basit bir paralel bağlantı önerilmez, çünkü bu dengesiz akım dağılımına ve parlaklığa yol açar. Tercih edilen yöntem, her bir renk kanalını bağımsız olarak bir akım sınırlayıcı dirençle veya daha iyi tutarlılık ve karartma kontrolü için sabit akımlı bir sürücü veya PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) devresi ile sürmektir.

6.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da, PCB üzerinde uygun termal tasarım uzun ömür için hala önemlidir. Termal pad'lere (varsa) veya cihazın montaj pad'lerine bağlı yeterli bakır alan sağlamak, ısının dağılmasına yardımcı olur, daha düşük bağlantı sıcaklıklarını korur ve ışık çıktısı ile ömrü muhafaza eder.

6.3 Optik Entegrasyon

Beyaz difüze lens, Lambertian yayılım deseni (geniş görüş açısı) sağlar. Daha yönlendirilmiş ışık gerektiren uygulamalar için, ikincil optikler (ışık kılavuzları veya harici lensler gibi) gerekli olabilir. Difüze yapı, doğrudan bakıldığında sıcak noktaları en aza indirmeye ve düzgün bir görünüm sağlamaya yardımcı olur.

7. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Üç rengi (RGB) tek bir 3.3V kaynaktan paralel olarak sürebilir miyim?
A: Etkili bir şekilde hayır. Mavi ve yeşil çiplerin ileri gerilimi (min 2.8V) 3.3V'a yakındır, bu da akım sınırlayıcı direnç için çok az gerilim düşümü bırakır ve akım kontrolünü hassas ve kaynak değişimlerine duyarlı hale getirir. Kırmızı çip (V_F~2.2V) orantısız şekilde yüksek akım alacaktır. Kanal başına bağımsız akım kontrolü şiddetle tavsiye edilir.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?
A: Tepe Dalga Boyu (λ_P), LED'in spektral güç dağılımındaki gerçek en yüksek noktadır. Baskın Dalga Boyu (λ_d), standart bir insan gözlemcisine LED ile aynı renk (ton) görünecek saf bir monokromatik ışığın tek dalga boyunu temsil eden hesaplanmış bir değerdir. λ_drenk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: Yeşil/mavi için maksimum DC akım 30mA, ancak tepe darbe akımı 100mA. PWM'i 100mA'de kullanabilir miyim?
A: Evet, ancak katı sınırlamalarla. 100mA derecesi yalnızca çok spesifik koşullar altında geçerlidir: 0.1ms darbe genişliği ve %10 görev döngüsü (yani, LED 0.1ms açık, 0.9ms kapalı). Ortalama akım DC derecesini aşmamalıdır. Örneğin, %10 görev döngüsünde 100mA'lik bir darbe, 10mA'lik bir ortalama akımla sonuçlanır, bu güvenlidir. Darbe genişliği veya görev döngüsü spesifikasyonlarının aşılması aşırı ısınmaya neden olabilir.

S: Makara etiketindeki Sınıf Kodunu nasıl yorumlarım?
A: Alfasayısal kod (örneğin, C5, D1), veri sayfasının 4.1 ve 4.2 bölümlerindeki tablolara bir çapraz referanstır. Bu koda bakarak, Kırmızı, Yeşil ve Mavi için spesifik ışık şiddeti aralığını ve Yeşil ve Mavi için baskın dalga boyu aralığını bulursunuz. Bu, o makaradaki LED'lerin tam performans özelliklerini bildiğinizden emin olmanızı sağlar.

8. Pratik Tasarım ve Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Çok Renkli Durum Göstergesi Tasarımı.
Cihaz, gücü (sabit yeşil), ağ aktivitesini (yanıp sönen yeşil) ve hata durumlarını (kırmızı veya mavi) göstermek için LED'lere ihtiyaç duyar. LTST-G563EGBW gibi tek bir RGB LED, üç ayrı LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf ederek tüm bu rolleri yerine getirebilir.

Uygulama:
1. Mikrodenetleyicinin GPIO pinleri, üç ayrı sürücü transistörüne (veya özel bir LED sürücü entegresine) bağlanır, her biri RGB LED'in bir renk kanalını kontrol eder.
2. \"Güç Açık\" için, net ve parlak bir gösterge için yeşil kanal 10-15mA'de (30mA maksimumunun çok altında) sürülür.
3. \"Ağ Aktivitesi\" için, aynı yeşil kanal, yanıp sönen bir efekt oluşturmak için yüksek frekansta PWM ile açılıp kapatılır, ortalama akım hala limitler dahilindedir.
4. \"Hata\" durumu için, kırmızı kanal aydınlatılabilir. Daha spesifik bir \"Kritik Hata\" mavi kanalı veya bir kombinasyonu (örneğin, kırmızı+mavi = macenta) kullanabilir.
5. Difüze lensin geniş 120 derecelik görüş açısı, durumun yönlendirici etrafındaki çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar.
6. Tasarımcı, sıkı bir sınıflandırma kodu belirleyerek (örneğin, Yeşil için X1 sınıfı ve spesifik bir dalga boyu sınıfı gerektirerek), üretilen tüm yönlendirici birimlerinde tutarlı renk ve parlaklık sağlar.

9. Teknoloji Tanıtımı

Bu LED, iki temel yarı iletken malzeme teknolojisini kullanır:
Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP):Kırmızı ışık yayan çip için kullanılır. Bu malzeme sistemi, spektrumun kırmızıdan kehribar kısmına kadar ışık üretmek için verimlidir ve tipik olarak InGaN tabanlı LED'lere göre daha düşük bir ileri gerilim sergiler.
İndiyum Galyum Nitrür (InGaN):Yeşil ve mavi ışık yayan çipler için kullanılır. Kristal yapıdaki indiyum/galyum oranı değiştirilerek, bant aralığı ve dolayısıyla yayılan dalga boyu ayarlanabilir. InGaN ile yüksek verimli yeşil ışık elde etmek, tarihsel olarak maviye göre daha zor olmuştur, bu da aynı temel malzeme kullanılmasına rağmen yeşil ve mavi çipler arasındaki farklı performans parametrelerinde (örneğin, ileri gerilim, verimlilik) yansır.

Beyaz difüze lens tipik olarak, saçılım parçacıkları ile katkılanmış epoksi veya silikon reçineden yapılır. Bu difüzyon malzemesi, küçük çipten yayılan ışığın yönünü rastgele hale getirir, onu dar, yönlü bir ışından geniş, Lambertian yayılım desenine dönüştürür ve tüm lens yüzeyinin düzgün bir şekilde parlak görünmesini sağlar.

10. Gelişim Trendleri

SMD LED alanı, bu gibi bileşenlerle ilgili birkaç ana yörüngede gelişmeye devam etmektedir:
Artırılmış Verimlilik (Watt Başına Lümen):Epitaksiyel büyüme, çip tasarımı ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, belirli bir giriş akımı için ışık çıktısını istikrarlı bir şekilde artırır, bu da daha parlak göstergelere veya daha düşük güç tüketimine olanak tanır.
Renk Tutarlılığı ve Sınıflandırma:Üretim süreci kontrolündeki gelişmeler, LED özelliklerindeki doğal varyasyonu azaltmaktadır. Bu, daha sıkı sınıflandırma spesifikasyonlarına veya hatta \"sınıfsız\" tekliflere olanak tanır, üreticiler için envanter yönetimini basitleştirir ve nihai ürünlerde üstün renk birliği sağlar.
Küçültme ve Entegrasyon:Daha küçük elektronik cihazlar için sürüş, daha kompakt paketlerde LED'lere yönelik baskıyı artırır. Ayrıca, devre tasarımını basitleştirmek için daha karmaşık çoklu çip paketleri (örneğin, RGBW, entegre sürücülü adreslenebilir LED'ler) yaygınlaşarak entegrasyon artmaktadır.
Yüksek Güvenilirlikli Malzemeler:Daha dayanıklı lens malzemelerinin (yüksek sıcaklık silikonları gibi) ve paket yapılarının geliştirilmesi, termal döngü, nem ve sert ortamlara karşı direnci artırarak olası uygulama alanlarını genişletir.