SMD LED Üç Renkli Beyaz Difüze Spesifikasyonu - 3.5x3.2x1.9mm Paket - 1.8-3.7V Gerilim - 0.56-0.89W Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yüzey montaj üç renkli bir LED'in spesifikasyonlarını detaylandırır. Cihaz, Kırmızı, Yeşil ve Mavi yarı iletken çipleri tek bir beyaz difüze lens paketi içinde entegre ederek, bireysel veya birleşik çalışma ile geniş bir renk spektrumu oluşturma imkanı sağlar. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmış olup, durum göstergesi, arka aydınlatma veya sembolik aydınlatma gerektiren alan kısıtlı uygulamalar için idealdir.

1.1 Temel Avantajlar

• RoHS çevre standartlarına uyumludur.
• 7 inç çapında makaralar için 12mm şerit üzerinde paketlenmiştir, yüksek hızlı pick-and-place ekipmanları ile uyumludur.
• Standartlaştırılmış EIA paket ayak izi, tasarım uyumluluğunu sağlar.
• Entegre Devre (I.C.) uyumlu sürücü seviyeleri.
• Kızılötesi reflow lehimleme süreçlerine dayanıklıdır, kurşunsuz montaj için uygundur.
• Güvenilirlik için JEDEC Seviye 3 nem hassasiyeti standartlarına göre ön koşullandırılmıştır.

1.2 Hedef Pazarlar

Bu bileşen, telekomünikasyon cihazları (telsiz/cep telefonları), taşınabilir bilgi işlem (dizüstü bilgisayarlar), ağ sistemleri, ev aletleri, endüstriyel kontrol panelleri ve çok renkli gösterge veya aydınlatma gerektiren iç mekan tabela uygulamaları dahil olmak üzere geniş bir elektronik ekipman yelpazesi için uygundur.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Tüm değerler, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'de belirtilmiştir. Bu limitlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd):Renge göre değişir: Yeşil: 740 mW, Kırmızı: 560 mW, Mavi: 888 mW. Bu parametre, LED'in ısı olarak dağıtabileceği maksimum gücü tanımlar.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):Darbe koşullarında ölçülür (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği). Yeşil/Kırmızı: 400 mA, Mavi: 500 mA.
• Sürekli İleri Akım (I_F):İzin verilen maksimum DC akım. Yeşil/Kırmızı: 200 mA, Mavi: 240 mA.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C.

2.2 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için kritiktir.

• Maksimum Jonksiyon Sıcaklığı (T_j):Yeşil/Mavi: 125°C, Kırmızı: 115°C. Yarı iletken çip bu sıcaklığı aşmamalıdır.
• Termal Direnç, Jonksiyon-Ortam (R_θJA):Yeşil: 70 °C/W, Kırmızı/Mavi: 40 °C/W. Bu değer, ısının çipten çevredeki havaya ne kadar etkili bir şekilde aktarıldığını gösterir. Daha düşük bir değer daha iyi termal performans anlamına gelir. Yeşil çip için daha yüksek olan değer, yüksek güçlü uygulamalarda daha dikkatli bir termal tasarım gerektirebilir.

2.3 Elektriksel ve Optik Özellikler

Belirtilen test akımlarında (Kırmızı: 150mA, Yeşil/Mavi: 120mA) Ta=25°C'de ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_v):Algılanan parlaklık. Yeşil: 8000-17000 mcd, Kırmızı: 5500-13000 mcd, Mavi: 1500-3200 mcd. İnsan gözü mavi ışığa daha az duyarlıdır, bu da benzer ışınımsal güç için daha düşük mcd değerleriyle sonuçlanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 120 derece. Difüze lens ile sağlanan bu geniş açı, panel aydınlatması için uygun, düzgün, yönsüz bir ışık çıktısı sağlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Algılanan rengi tanımlar. Yeşil: 515-530 nm, Kırmızı: 615-630 nm, Mavi: 448-463 nm.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu. Tipik: Yeşil: 521 nm, Kırmızı: 631 nm, Mavi: 445 nm.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yayılan ışığın bant genişliği. Tipik: Yeşil: 30 nm, Kırmızı: 20 nm, Mavi: 25 nm.
• İleri Gerilim (V_F):Test akımında LED üzerindeki gerilim düşüşü. Yeşil/Mavi: 2.7-3.7 V, Kırmızı: 1.8-2.8 V. Tipik olarak AlInGaP tabanlı olan kırmızı çip, InGaN tabanlı yeşil ve mavi çiplere kıyasla daha düşük bir bant aralığına ve dolayısıyla daha düşük bir ileri gerilime sahiptir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 10 μA. Bu cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Bin (Sınıflandırma) Sistemi Açıklaması

LED'ler, bir üretim partisi içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için temel optik parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler: mcd @ belirtilen test akımları. Her bir bin kodu (L1-L8) her renk için bir min/maks aralığı tanımlar. Örneğin, Yeşil için L1 bin kodu 8000-12000 mcd'yi kapsarken, L5 12000-17000 mcd'yi kapsar. Her bir şiddet binindeki tolerans +/-%11'dir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Birimler: nm @ belirtilen test akımları. D1-D9 bin kodları her renk için dar dalga boyu aralıklarını tanımlar (örn., Yeşil için D1: 515-520 nm, D7: 525-530 nm). Her baskın dalga boyu binindeki tolerans +/- 1 nm'dir, bu da hassas renk eşleştirmesine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Bağıl Şiddet - Dalga Boyu (Spektrum)

Spektral dağılım eğrileri, her renk çipi için belirgin, nispeten dar tepe noktaları göstererek kırmızı, yeşil ve mavi yayılımların saflığını doğrular. Yarı genişlik değerleri, kırmızının en dar olduğu spektral saflığı gösterir.

4.2 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

I-V eğrileri, diyotlar için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Yeşil ve Mavi için eğriler, benzer InGaN malzeme sistemi ve daha yüksek bant aralığı nedeniyle yakından hizalanmıştır, Kırmızı eğrisi ise daha düşük gerilimlere kaymıştır.

4.3 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı (Güç Azaltma Eğrisi)

Bu grafik, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın azaldığını gösterir. Bu güç azaltma, jonksiyon sıcaklığının maksimum değerini aşmasını önlemek için gereklidir. Termal direnç ve maksimum jonksiyon sıcaklığındaki farklılıklar nedeniyle eğriler renkler arasında hafifçe değişir.

4.4 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıktısı akımla artar ancak yüksek akımlarda, özellikle termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doğrusal olmayan bir davranış sergiler. Bu, LED'i optimum verimlilik ve ömür için belirtilen aralıkta sürmenin önemini vurgular.

4.5 Uzaysal Dağılım (Görüş Açısı Deseni)

Kutupsal diyagram, yaklaşık 120 derecelik tam bir görüş açısına sahip Lambert benzeri yayılım desenini doğrular; bu, ışığı dağıtarak geniş, eşit bir aydınlatma oluşturan difüze lensin karakteristiğidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

SMD paketi yaklaşık 3.5mm (U) x 3.2mm (G) x 1.9mm (Y) ölçülerindedir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.2mm'dir. Kesin ped düzeni ve yasak bölgeler için detaylı bir boyut çizimine başvurulmalıdır.

5.2 Bacak Ataması

6 bacaklı paket, her renk çipi için ayrı anot ve katot atar: Bacak 1 & 6: Mavi, Bacak 2 & 5: Kırmızı, Bacak 3 & 4: Yeşil. Bu konfigürasyon, her rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır.

5.3 Önerilen PCB Yüzey Montaj Pedi

Doğru lehimleme, mekanik stabilite ve LED'den uzak optimal termal iletim sağlamak için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu öneriye uymak, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Kurşunsuz işlemler için J-STD-020B'ye uygun detaylı bir reflow lehimleme profili belirtilmiştir. Bu profil, LED paketine ve iç çipe termal hasarı önlemek için tanımlanmış zaman ve sıcaklık limitleri ile ön ısıtma, bekleme, reflow (tepe sıcaklığı) ve soğutma aşamalarını içerir.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırma önerilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.3 Depolama Koşulları

Sealed Package:Mühürlü Paket:
≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Bileşenler, nem önleyici torba içinde bir yıl raf ömrüne sahiptir.Açılmış Paket:

Mühürlü torbasından çıkarılan bileşenler için, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. IR reflow işleminin maruz kalındıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde tamamlanması önerilir. Daha uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kap veya nitrojen desikatörü kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Spesifikasyonları

Bileşenler, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 12mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarı 1500 adettir. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri_{Her renk kanalı, LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci gerektirir. Direnç değeri R = (V}besleme_F- V_F) / I_F formülüyle hesaplanır; burada V_F ve I

ilgili rengin hedef ileri gerilimi ve akımıdır. PWM karartma veya renk karıştırma için mikrodenetleyiciler veya özel LED sürücü IC'leri kullanılabilir.

• 8.2 Tasarım HususlarıTermal Yönetim:
• Özellikle daha yüksek termal dirence sahip olan yeşil kanal için, ısı dağılımını yönetmek üzere yeterli PCB bakır alanını (termal pedler) ve mümkünse havalandırmayı sağlayın.Akım Sürme:
• Mutlak maksimum DC ileri akımı aşmayın. Uzatılmış ömür ve kararlı renk çıktısı için, maksimum değerin altında çalışmayı düşünün.ESD Koruması:

Açıkça hassas olarak belirtilmemiş olsa da, montaj sırasında yarı iletken cihazlar için standart ESD işleme önlemleri önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

• Beyaz difüze paketteki bu üç renkli LED, temel avantajlar sunar:Entegre Çözüm:
• Üç ayrı LED kullanmaya kıyasla, üç ayrı rengi tek bir pakette birleştirerek PCB alanından tasarruf sağlar ve montajı basitleştirir.Renk Karıştırma Yeteneği:
• Her bir ana renk çipinin şiddetini bağımsız olarak kontrol ederek ikincil renklerin (sarı, camgöbeği, macenta) ve beyazın oluşturulmasını sağlar.Düzgün Görünüm:
• Beyaz difüze lens, eksen dışından bakıldığında bireysel çiplerden gelen ışığı harmanlayarak, kapalıyken tutarlı, süt beyazı bir görünüm ve aydınlatıldığında düzgün renkli bir parıltı sağlar.Yüksek Parlaklık:

Her üç renkte de yüksek ışık şiddeti sunar, aydınlık koşullarda bile iyi görünürlük gerektiren uygulamalar için uygundur.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Üç rengi de aynı anda maksimum akımlarında sürebilir miyim?

Hayır. Toplam güç dağılımı dikkate alınmalıdır. Kırmızı (150mA @ ~2.3V = 345mW), Yeşil (120mA @ ~3.2V = 384mW) ve Mavi'yi (120mA @ ~3.2V = 384mW) aynı anda sürmek, yaklaşık 1113mW'lık bir toplam iç dağılımla sonuçlanır; bu, herhangi bir tek çip için maksimum güç dağılımı değerini (Mavi için maks. 888mW) aşar ve ciddi aşırı ısınmaya neden olur. Termal tasarım, tüm aktif çiplerden gelen birleşik ısıyı hesaba katmalıdır.

10.2 Her renk için ileri gerilim neden farklıdır?_Fİleri gerilim, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Kırmızı LED'ler tipik olarak daha düşük bir bant aralığına (~1.9-2.0 eV) sahip olan AlInGaP kullanır, bu da daha düşük bir V_F.

ile sonuçlanır. Yeşil ve Mavi LED'ler daha yüksek bant aralıklarına sahip InGaN kullanır (Yeşil için ~2.4 eV, Mavi için ~2.7 eV), bu da daha yüksek V

ile sonuçlanır.

10.3 Bu LED ile beyaz ışık nasıl elde edilir?

Beyaz ışık, kırmızı, yeşil ve mavi ışığı uygun şiddetlerde karıştırarak oluşturulabilir. Bu, toplamsal renk karıştırma işlemidir. Spesifik oranlar (bireysel çiplerin bin kodlarına ve hedef beyaz noktaya, örn. soğuk beyaz, sıcak beyaz bağlıdır), her kanal için PWM kontrolü veya ayarlanmış akım seviyeleri ile kalibre edilmelidir.11. Pratik Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Durum Göstergesi:

Tek bir üç renkli LED, birden fazla cihaz durumunu göstermek için üç tek renkli LED'in yerini alabilir: "Normal Çalışma" için Sabit Yeşil, "Veri Aktarımı" için Yanıp Sönen Mavi ve "Hata/Arıza" için Sabit Kırmızı. Bu, ön panel tasarımını basitleştirir, bileşen sayısını azaltır ve rengi değişen tek bir aydınlatılmış açıklık ile daha temiz bir estetik sağlar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönde bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşerek enerjiyi foton formunda salar. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Bu cihazda üç ayrı yarı iletken çip (Kırmızı: AlInGaP, Yeşil/Mavi: InGaN) bir arada bulunur. Beyaz difüze epoksi lens, çipleri hem korumak hem de yayılan ışığı dağıtarak geniş, düzgün bir görüş açısı oluşturmak için kapsüller.