LTSN-N213EGBW SMD LED Veri Sayfası - Üç Renkli (Kırmızı/Yeşil/Mavi) - Paket Boyutları - Voltaj 1.8-3.8V - Güç 75-76mW - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, yüzeye montaj cihazı (SMD) Tipi Işık Yayan Diyot (LED) olan LTSN-N213EGBW'nin tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, tek bir paket içinde üç ayrı LED çipini (Kırmızı, Yeşil ve Mavi) entegre ederek, çok renkli gösterge veya renk karıştırma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Cihaz, modern elektronikte yaygın olan otomatik montaj süreçleri ve alan kısıtlı uygulamalar için tasarlanmıştır.

1.1 Özellikler

• RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik al-yerleştir montajını kolaylaştırmak için, 7 inç çapında makaralarla uyumlu olacak şekilde 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Standart EIA (Electronic Industries Alliance) paket ayak izi.
• Giriş, standart entegre devre (IC) mantık seviyeleri ile uyumludur.
• Otomatik yerleştirme ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme ekipmanları ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Nem Hassasiyeti Seviyesi 3'e göre ön koşullandırılmıştır.

1.2 Uygulama Alanları

Bu LED, güvenilir, çok renkli durum göstergesinin gerekli olduğu geniş bir elektronik ekipman yelpazesi için tasarlanmıştır. Tipik uygulama alanları şunları içerir:

• Telekomünikasyon ekipmanları (örneğin, yönlendiriciler, anahtarlar, baz istasyonları).
• Ofis otomasyon cihazları (örneğin, yazıcılar, tarayıcılar, çok fonksiyonlu cihazlar).
• Durum göstergeli ev aletleri.
• Endüstriyel kontrol ve enstrümantasyon panoları.
• Kapalı alan yönlendirme ve bilgilendirme ekran sistemleri.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Nesnel Yorum

Aşağıdaki bölümler, cihazın çalışma sınırları ve performans özelliklerinin ayrıntılı bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm veriler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Power Dissipation (Pd): Kırmızı çip için 75 mW, Yeşil ve Mavi çipler için 76 mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Peak Forward Current (I_FP): Tüm renkler için 80 mA. Bu, maksimum izin verilen anlık akımdır ve tipik olarak darbe çalışması (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) için belirtilir.
• DC İleri Akım (I_F): Kırmızı için 30 mA, Yeşil ve Mavi için 20 mA. Güvenilir uzun süreli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışması garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +100°C. Cihaz, bu aralıkta güç uygulanmadan saklanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, standart test koşulları altında ölçülen tipik performans parametreleridir (I_F = 20mA, Ta=25°C).

• Işık Şiddeti (I_V): Işık çıkışı, milikandela (mcd) cinsinden ölçülür.
  • Kırmızı: Minimum 345 mcd, Maksimum 720 mcd.
  • Yeşil: Minimum 750 mcd, Maksimum 1300 mcd.
  • Mavi: Minimum 140 mcd, Maksimum 280 mcd.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): Yaklaşık 120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısı olduğu tam açıdır ve geniş bir görüş desenini gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P): Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu.
  • Kırmızı: 630 nm (tipik).
  • Yeşil: 518 nm (tipik).
  • Mavi: 467 nm (tipik).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): İnsan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan tek dalga boyu.
  • Kırmızı: 617-627 nm (tipik aralık).
  • Yeşil: 517-527 nm (tipik aralık).
  • Mavi: 462-472 nm (tipik aralık).
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): Maksimum yoğunluğunun yarısındaki yayılan spektrumun bant genişliği.
  • Kırmızı: 25 nm (tipik).
  • Yeşil: 35 nm (tipik).
  • Mavi: 20 nm (tipik).
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): Test akımında sürüldüğünde LED üzerindeki gerilim düşüşü.
  • Kırmızı: 1.8V (Min), 2.5V (Maks).
  • Yeşil: 2.8V (Min), 3.8V (Maks).
  • Mavi: 2.8V (Min), 3.8V (Maks).
• Ters Yönlü Akım (I_R): Tüm renkler için 5V ters voltaj (V_R) altında maksimum 10 μA. Not: Bu cihaz ters öngerilim altında çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler ana parametrelere göre gruplara ayrılır. LTSN-N213EGBW iki boyutlu bir binning sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti (I_V) Grupları

LED'ler, 20mA'deki ışık çıkışlarına göre kategorize edilir.

• Kırmızı:
  • Bin U1: 345.0 - 500.0 mcd
  • Bin U2: 500.0 - 720.0 mcd
• Yeşil:
  • Bin V1: 750.0 - 1000.0 mcd
  • Bin V2: 1000.0 - 1300.0 mcd
• Mavi:
  • Bin R2: 140.0 - 200.0 mcd
  • Bin S1: 200.0 - 280.0 mcd

Her yoğunluk sınıfı için tolerans +/-%11'dir.

3.2 Baskın Dalga Boyu (λ_d) Grupları

LED'ler algılanan renklerine (baskın dalga boyu) göre sınıflandırılır.

• Kırmızı:
  • Bin V: 617.0 - 622.0 nm
  • Bin W: 622.0 - 627.0 nm
• Yeşil:
  • Bin AP: 517.0 - 522.0 nm
  • Bin AQ: 522.0 - 527.0 nm
• Mavi:
  • Bin AC: 462.0 - 467.0 nm
  • Bin AD: 467.0 - 472.0 nm

Her bir baskın dalga boyu aralığı için tolerans +/- 1 nm'dir.

3.3 Birleşik Kutu Kodu

Nihai ürün etiketi, veri sayfasında sağlanan çapraz tablolarda tanımlandığı gibi, her üç renk için yoğunluk ve dalga boyu aralıklarının belirli bir kombinasyonunu referans alan birleşik bir kod (örn. A1, C2, D3) kullanır. Bu, tek bir birim içindeki Kırmızı, Yeşil ve Mavi çipler için eşleştirilmiş bir özellikler seti sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını anlamak için gerekli olan tipik karakteristik eğrileri içerir. Belirli grafikler burada yeniden üretilmemiş olsa da, genellikle şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi): Işık çıkışının akımla tipik olarak doğrusal olmayan bir ilişki içinde nasıl arttığını gösterir. Maksimum DC akımına yakın çalışmak, parlaklıkta azalan getiriler sunarken ısı ve stresi artırabilir.
• İleri Yön Gerilimi - İleri Yön Akımı: Diyodun üstel Akım-Gerilim karakteristiğini gösterir. İleri yön gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani eklem sıcaklığı yükseldikçe hafifçe azalır.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Işık çıkışının ortam (ve dolayısıyla eklem) sıcaklığı arttıkça azaldığı termal sönümleme etkisini gösterir. Bu, yüksek güçlü veya yüksek sıcaklıklı uygulamalar için özellikle önemlidir.
• Spektral Dağılım: Her bir renk için dalga boyları üzerinde yayılan bağıl gücü gösteren grafikler; tepe ve baskın dalga boylarını ve spektral genişliği vurgular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, standart bir SMD ayak izine uygundur. Önemli boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre cinsindendir.
• Ayrıntılı boyut çiziminde aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.2 mm'dir.
• Paket, görüş açısını genişletmek için her renk çipi için difüz bir lens içerir.

5.2 Pin Ataması

Üç renkli LED, ortak katot veya ortak anot konfigürasyonuna sahiptir (spesifik konfigürasyon paket diyagramından doğrulanmalıdır). Veri sayfası, Kırmızı (Pin 2), Yeşil (Pin 3) ve Mavi (Pin 4) anotlar için pin atamalarını gösterir; ortak katot muhtemelen Pin 1'dedir. PCB düzeni ve montajı sırasında doğru polarite tespiti çok önemlidir.

5.3 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Uygun lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için bir pad desen diyagramı sağlanmıştır. Bu önerilen ayak izine uyulması, başarılı reflow lehimleme ve uzun vadeli güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehim kullanan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen profil J-STD-020B standardına uygundur. Temel parametreler genellikle şunları içerir:

• Ön ısıtma rampa hızı.
• Flux'ı aktif hale getirmek ve termal şoku en aza indirmek için bekletme (ön ısıtma) sıcaklığı ve süresi.
• Likidüs sıcaklığı ve likidüs üzeri süre (TAL).
• Maksimum reflow sıcaklığı (cihazın maksimum toleransını aşmamalıdır, genellikle kısa süreliğine yaklaşık 260°C civarındadır).
• Soğutma rampa hızı.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan kısa süre daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasallar LED paketini veya lensini hasara uğratabilir.

6.3 Depolama ve Taşıma

• Kapalı Paket: Cihazlar, nem bariyerli torbalarda kurutucu ile sevk edilir. ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalı ve torbanın kapatıldığı tarihten itibaren bir yıl içinde kullanılmalıdır.
• Açılmış Paket: Nem bariyerli torba açıldıktan sonra, bileşenler ortam nemine maruz kalır. ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalıdır.
• Üretim Alanı Ömrü: Orijinal ambalajından çıkarılan cihazların 168 saat (7 gün) içinde IR yeniden akış lehimlemesine tabi tutulması önerilir. Orijinal torba dışında daha uzun süre depolanacak cihazlar, kullanımdan önce uygun nem hassasiyeti seviyesi (MSL) prosedürlerine göre uygun nem alıcılı kapalı bir kapta saklanmalı veya kurutulmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, otomatik montaj için kabartmalı taşıyıcı şerit içinde tedarik edilir.

• Şerit genişliği: 8 mm.
• Makara çapı: 7 inç.
• Yuva aralığı ve boyutları, standart yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için belirtilmiştir.
• Paketleme miktarı: Tam makara başına 3000 adet.
• Artık parçalar için minimum sipariş miktarı: 500 adet.
• Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Akım Sınırlama

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Bir voltaj kaynağından sürülürken her renk kanalı için seri bir akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_besleme - V_F) / I_F, burada V_F istenen I akımında belirli renk yongasının ileri gerilimidir_F. Aşırı akımı önlemek için muhafazakar bir tasarım için daima veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın.

8.2 Termal Yönetim

Bu düşük güçlü bir cihaz olsa da, uygun termal tasarım ömrü uzatır ve kararlı ışık çıkışını sürdürür. PCB'nin, ısıyı dağıtmak için LED'in termal pedine (varsa) veya pedlerine bağlı yeterli bakır alana sahip olduğundan emin olun. Yüksek ortam sıcaklıklarında mutlak maksimum değerlerde uzun süre çalışmaktan kaçının.

8.3 Renk Karıştırma ve Kontrol

Kırmızı, Yeşil ve Mavi çiplerin toplamsal karışımıyla belirli renklerin (örn. beyaz, kehribar, mor) gerekli olduğu uygulamalarda, her kanalın bağımsız darbe genişlik modülasyonu (PWM) kontrolü en etkili yöntemdir. Bu, analog karartmadaki (akım azaltma) renk kayması olmadan hassas renk ve yoğunluk kontrolü sağlar.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTSN-N213EGBW, kendi sınıfında belirli avantajlar sunar:

• Entegre Üç Renk Çözümü: Üç ayrı SMD LED kullanmaya kıyasla, üç ayrı rengi tek bir 4-pin paketinde birleştirerek PCB alanından tasarruf sağlar ve montajı basitleştirir.
• Geniş Görüş Açısı (120°): Yayılmış lens, çeşitli açılardan görülebilmesi gereken ön panel göstergeleri için uygun, geniş ve eşit bir aydınlatma deseni sağlar.
• Standart Paketleme: 8mm şerit ve makaralarla uyumluluk ve standart bir EIA ayak izi, yüksek hacimli otomatik üretim hatlarına sorunsuz entegrasyonu sağlar.
• Kapsamlı Sınıflandırma: Detaylı yoğunluk ve dalga boyu sınıflandırması, tasarımcıların genel gösterge renklerinden renk kritik ekranlara kadar uygulamalarına uygun tutarlılık seviyelerini seçmelerine olanak tanır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Kırmızı, Yeşil ve Mavi LED'leri aynı anda maksimum DC akımlarında (30mA, 20mA, 20mA) sürebilir miyim?
A: Hayır. Toplam güç dağılımı için Mutlak Maksimum Derecelendirme (çip başına 75-76 mW) dikkate alınmalıdır. Üçünü de aynı anda maksimum akımda sürmek, muhtemelen paketin toplam termal kapasitesini aşarak aşırı ısınmaya, ömrün kısalmasına ve potansiyel arızaya yol açar. Belirli uygulamanızın termal analizine dayanarak akımları düşürün.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?
A> Peak Wavelength (λ_P), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), algılanan rengi temsil eden, insan gözü hassasiyetine (CIE kromatiklik) dayalı hesaplanan bir değerdir. Dar spektruma sahip LED'lerde (bunlar gibi) genellikle birbirine yakındırlar, ancak renk spesifikasyonu için ilgili parametre λ_d 'dir.

S: Ters Akım, 5V'ta maksimum 10μA olarak belirtilmiştir. Bu LED'i ters öngerilimli bir çoklama devresinde kullanabilir miyim?
C: Kesinlikle önerilmez. Veri sayfası, cihazın ters işlem için tasarlanmadığını açıkça belirtir. I_R parametresi yalnızca test amaçlıdır. Devre çalışmasında ters öngerilim uygulamak öngörülemeyen davranışlara ve erken bozulmaya yol açabilir.

S: Nem bariyeri torbası açıldıktan sonra 168 saatlik raf ömrüne uymak ne kadar kritiktir?
A> It is a critical reliability guideline. SMD components absorb moisture from the air. During reflow, this moisture can turn to steam rapidly, causing internal delamination or \"popcorning,\" which cracks the package. If the exposure time is exceeded, the components must be baked according to the MSL3 profile before soldering to drive out the moisture.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Bir ağ anahtarı için durum göstergesi tasarımı.
Cihaz, bağlantı durumunu (Yeşil = 1Gbps, Kehribar = 100Mbps, Kırmızı = Bağlantı Yok/Hata) ve aktiviteyi (yanıp sönme) göstermek için tek bir çok renkli gösterge gerektirir.

• Bileşen Seçimi: LTSN-N213EGBW, üç ayrı LED'in yerini almak için idealdir.
• Devre Tasarımı: Anahtarın yönetim kontrolcüsünden gelen üç GPIO pini, her biri bir akım sınırlama direnci üzerinden bir renk kanalına bağlanır. Değerler Kırmızı (V_F~2.5V), Yeşil (V_F~3.8V) ve Mavi (Kehribar için kullanılmaz; Kehribar, Kırmızı ve Yeşilin belirli oranlarda aynı anda sürülmesiyle oluşturulur) için ayrı ayrı hesaplanır.
• Yazılım Kontrolü: Kontrolcü, sabit Yeşil, sabit Kırmızı veya Kehribar için Kırmızı ve Yeşilin bir PWM karışımını oluşturmak üzere pinleri sürer. Aktivite yanıp sönmesi, ilgili GPIO(lar)ın açılıp kapatılmasıyla uygulanır.
• Yerleşim: Önerilen PCB pad yerleşimi takip edilir. Toprak bağlantı padinde küçük bir termal rahatlama, reflow'u etkileyebilecek büyük bir ısı emici oluşturmadan lehimlemeye yardımcı olur.
• Sonuç: Montajı kolaylaştıran (üç parça yerine tek parça) ve Malzeme Listesi (BOM) karmaşıklığını azaltan, kompakt, güvenilir ve görsel olarak net bir durum göstergesi.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığına göre belirlenir:

• Kırmızı LED: Genellikle, daha uzun dalga boylarına (kırmızı/turuncu) karşılık gelen daha düşük bir bant aralığına sahip Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) malzemesini kullanır.
• Yeşil ve Mavi LED'ler: Genellikle İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) malzemesi kullanılır. İndiyum/galyum oranı değiştirilerek, bant aralığı yeşil veya mavi ışık yayacak şekilde ayarlanabilir (mavi ışık için daha geniş bir bant aralığı gerekir).

Çip üzerindeki dağınık lens, ışığı saçarak, daha odaklanmış bir ışın üreten şeffaf lense kıyasla daha geniş ve daha düzgün bir görüş açısı oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED alanı, gözlemlenebilir birkaç trendle birlikte gelişmeye devam etmektedir:

• Artan Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi ve epitaksiyel büyüme iyileştirmeleri, daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) sağlayarak daha parlak göstergelere veya daha düşük güç tüketimine olanak tanır.
• Küçültme: Paketler sürekli küçülüyor (örneğin, 0603'ten 0402 metrik boyutlarına) ve giderek daha küçük tüketici elektroniği ürünlerine uyum sağlarken, optik performansı koruyor veya iyileştiriyor.
• Geliştirilmiş Renk Geri Verimi ve Tutarlılık: Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve geliştirilmiş üretim süreçleri, üretim partileri arasında daha iyi renk tekdüzeliği sağlar; bu, ekran ve aydınlatma uygulamaları için kritik öneme sahiptir.
• Entegre Çözümler: Çok renkliliğin ötesinde, entegre sürücülü (paket içinde IC) veya dahili akım regülasyonlu LED'lere yönelik bir eğilim vardır; bu, devre tasarımını daha da basitleştirir.
• Güvenilirlik Odaklı: Geliştirilmiş paketleme malzemeleri ve tasarımlar, termal döngü, nem ve diğer çevresel streslere karşı direnci artırarak, zorlu uygulamalarda çalışma ömrünü uzatır.