SMD LED LTST-416GEBW-P3 Teknik Veri Sayfası - Beyaz Dağınık Lens - RGB Çip - 5mA Sürücü

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik baskılı devre kartı montajı için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, beyaz dağınık bir lense sahiptir ve tek bir paket içinde üç farklı yarı iletken ışık kaynağını entegre eder: bir yeşil InGaN çipi, bir kırmızı AlInGaP çipi ve bir mavi InGaN çipi. Dağınık lens üzerinden birleşen çıktı, beyaz ışık görünümü oluşturur. Bu tasarım, güvenilir durum göstergesi, sembol aydınlatması veya ön panel arka aydınlatmasının gerekli olduğu tüketici elektroniği, telekomünikasyon ve endüstriyel ekipmanlardaki alan kısıtlı uygulamaları hedeflemektedir.

1.1 Temel Özellikler

• RoHS çevre yönergelerine uyumludur.
• Otomatik yerleştirme sistemleri için 7 inç çapında makaralar üzerinde 12mm şerit içinde paketlenmiştir.
• Tasarım uyumluluğu için standart EIA paket ayak izi.
• Lojik seviye uyumlu sürücü akımı.
• Kızılötesi reflow lehimleme proseslerine dayanıklıdır.
• JEDEC Nem Duyarlılık Seviyesi 3'e göre ön koşullandırılmıştır.

1.2 Hedef Uygulamalar

• Telekomünikasyon ve ağ donanımında durum göstergeleri.
• Ofis otomasyonu ve ev aletlerinde sinyal ve sembol aydınlatması.
• Endüstriyel kontrol ekipmanları için ön panel arka aydınlatması.
• Tüketici elektroniğinde genel amaçlı gösterge aydınlatması.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Analiz

Aşağıdaki bölüm, kaynak materyalde tanımlandığı şekilde cihazın elektriksel, optik ve termal karakteristiklerinin detaylı, nesnel bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm veriler 25°C ortam sıcaklığına (Ta) göre referans alınmıştır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini temsil eder. Bu limitlerde sürekli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):Yeşil/Mavi çipler için 90 mW; Kırmızı çip için 69 mW. Bu parametre, termal yönetim tasarımı için çok önemlidir.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):Tüm çipler için, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 100 mA.
• Sürekli İleri Akım (I_F):Tüm çipler için 30 mA DC.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Her bir çip için standart test akımı olan I_F= 5mA'de ölçülmüştür. Bunlar normal çalışma koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_v):
  • Yeşil: 600 - 1200 mcd (millikandela)
  • Kırmızı: 200 - 400 mcd
  • Mavi: 100 - 200 mcd
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 120 derece. Bu geniş açı, dağınık lensin bir sonucudur ve şeffaf lensli LED'lere kıyasla daha düzgün bir ışık dağılımı sağlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):
  • Yeşil: 523 - 535 nm
  • Kırmızı: 617 - 630 nm
  • Mavi: 465 - 477 nm
• İleri Gerilim (V_F):
  • Yeşil: 2.0 - 3.0 V
  • Kırmızı: 1.4 - 2.3 V
  • Mavi: 2.0 - 3.0 V
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre sadece test amaçlıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için cihazlar sınıflara ayrılır. Beyaz ışık çıktısı, her üçü de 5mA'de sürüldüğünde ölçülen birleşik RGB çiplerinin bir fonksiyonudur.

3.1 Işık Şiddeti (I_v) Sınıfı

Cihazlar toplam ışık şiddeti çıktılarına göre kategorize edilir. T1 Sınıfı: 900 - 1300 mcd (yaklaşık 2.7 - 3.9 lümen) T2 Sınıfı: 1300 - 1800 mcd (yaklaşık 3.9 - 5.4 lümen) Sınıf başına tolerans ±%11'dir.

3.2 Renklilik (CIE) Sınıfı

Cihazlar, beyaz ışığın algılanan rengini tanımlayan CIE 1931 renklilik diyagramındaki renk koordinatlarına göre sınıflandırılır. Sınıf kodları (örn., H4, J5, K6, L4) x,y koordinat düzlemindeki belirli dörtgen bölgeleri temsil eder. Her sınıfın x ve y koordinatları için tanımlanmış dört köşe noktası (Nokta1-4) vardır. Seçilen bir renk tonu sınıfı içindeki yerleşim toleransı hem x hem de y koordinatlarında ±0.01'dir. Bu hassas sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için çok sıkı renk tutarlılığına sahip LED'ler seçmesine olanak tanır.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Cihaz standart bir SMD ayak izine uyar. Kritik boyutlar gövde boyutu ve ped aralığını içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.2 mm'dir. Bireysel renkleri aktifleştirmek için pin ataması şu şekildedir: Anot (ortak pozitif) pin 1'e bağlıdır. Yeşil katot pin 2, kırmızı katot pin 3 & 4 (dahili olarak bağlı) ve mavi katot pin 6'dır. Pin 5 ve diğerleri bağlantısız (NC) veya mekanik bağlantı elemanı olabilir.

4.2 Önerilen PCB Lehim Pedi Deseni

Uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen lehim pedi düzeninin üstten görünüm çizimi sağlanmıştır. Bu desene uymak, "mezar taşı" oluşumunu (reflow sırasında bir ucun kalkması) önlemeye yardımcı olur ve iyi lehim filetoları sağlar.

4.3 Şerit ve Makara Paketleme

Bileşenler, koruyucu bir kapak şeridi ile birlikte kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir. Temel paketleme özellikleri şunlardır:

• Taşıyıcı Şerit Genişliği: 12 mm.
• Makar Çapı: 7 inç (178 mm).
• Tam Makar Başına Miktar: 2000 adet.
• Kısmi Makaralar için Minimum Sipariş Miktarı: 500 adet.
• Maksimum ardışık eksik bileşen (cep): 2.
• Paketleme EIA-481-1-B standartlarına uygundur.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 IR Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz Proses)

Önerilen profil, kurşunsuz lehimleme için J-STD-020B'yi takip eder.

• Ön Isıtma:150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Gövde Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Geçirilen Süre:Önerilen maksimum 10 saniye.
• Reflow Döngü Sayısı:Maksimum iki kez.

Rampa, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını görselleştirmek için tipik olarak grafiksel bir sıcaklık-zaman profili sağlanır.

5.2 El Lehimleme

Manuel lehimleme gerekliyse:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Temas Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Önemli:Termal stresi önlemek için el lehimlemesi sadece bir kez yapılmalıdır.

5.3 Temizleme

Lehim sonrası temizleme dikkatle yapılmalıdır. Sadece belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Önerilen ajanlar oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür. LED bir dakikadan daha az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6. Depolama ve Kullanım Uyarıları

6.1 Depolama Koşulları

Kapalı Nem Bariyerli Torba (MBP):≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Nem alıcılı kapalı torba içindeki raf ömrü bir yıldır.Torba Açıldıktan Sonra:"Kullanım ömrü" başlar. ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolayın. IR reflow prosesinin maruziyetten sonraki 168 saat (7 gün) içinde tamamlanması şiddetle tavsiye edilir. Bu süreyi aşan depolama için, bileşenler taze nem alıcılı kapalı bir kapta veya bir nitrojen kurutucusunda saklanmalıdır. 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" etkisini (reflow sırasında buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) önlemek için bir kurutma prosedürüne (yaklaşık 60°C'de en az 48 saat) tabi tutulmalıdır.

6.2 Uygulama Notları ve Sınırlamalar

Bu LED, standart ticari ve endüstriyel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın doğrudan yaşam, sağlık veya güvenlik riskine yol açabileceği uygulamalar için (havacılık, tıbbi yaşam destek veya kritik ulaşım kontrol sistemleri gibi) tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bu tür yüksek güvenilirlikli uygulamalar için, bileşen üreticisiyle belirli nitelik verileri için istişare yapılması zorunludur.

7. Tasarım Hususları ve Uygulama Önerileri

7.1 Akım Sınırlama

Kırmızı, yeşil ve mavi çiplerin farklı ileri gerilimlerine (V_F) sahip olması nedeniyle, bunları ortak bir gerilim kaynağından sürmek, her renk kanalı için ayrı akım sınırlayıcı dirençler gerektirir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Tipik V_Fve istenen sürücü akımı (örn., şartname uyumu için 5mA, maksimum 30mA'ye kadar) kullanılarak uygun direnç ve güç değeri elde edilir.

7.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da, uzun ömür için uygun PCB tasarımı esastır. LED jonksiyonundan uzaklaşmak için yeterli termal iletkenlik sağlamak üzere önerilen lehim pedlerinin kullanıldığından emin olun. LED'i maksimum sürekli akımında (30mA) veya yakınında süren uygulamalar için, belirtilen çalışma sıcaklığı aralığında kalmak üzere ortam sıcaklığına ve kart düzenine dikkat edilmesi önemlidir.

7.3 Optik Entegrasyon

Beyaz dağınık lens, geniş ve düzgün bir görüş açısı (120°) sağlar, bu da LED'in eksen dışı açılardan görülebildiği uygulamalar için uygun hale getirir. Dağınık yapı, sıcak noktaları ve parlamayı azaltır. Daha yönlendirilmiş bir ışın demeti gerektiren uygulamalar için harici ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerekli olacaktır.

8. Tipik Performans Eğrileri Analizi

Veri sayfası, standart dışı koşullar altında cihaz davranışını anlamak için hayati önem taşıyan temel ilişkilerin grafiksel temsillerini içerir.

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu eğri, ışık çıktısının sürücü akımıyla tipik olarak doğrusal altı bir şekilde nasıl arttığını gösterir ve verimlilik değişimlerini vurgular.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Diyodun üstel I-V karakteristiğini gösterir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Jonksiyon sıcaklığı arttıkça ışık çıktısının azalmasını gösterir. Bu, yüksek sıcaklık ortamı tasarımları için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Her zaman beyaz LED'ler için detaylandırılmasa da, bireysel çiplerin tepe dalga boylarını ve spektral yarım genişliklerini (Δλ: ~30nm Y, ~20nm K, ~25nm M) anlamak, renk geri verimini ve filtre seçimini bilgilendirir.

Bu eğriler, tasarımcıların 25°C'de 5mA'lik standart test koşulu dışındaki çalışma noktaları için performansı tahmin etmelerine olanak tanır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Daha parlak beyaz ışık elde etmek için üç rengi aynı anda sürebilir miyim?C: Evet, ancak toplam güç dağılımının aktif çipler arasındaki en düşük maksimum değeri (bu durumda kırmızı çip için 69mW) aşmadığından ve jonksiyon sıcaklığının limitler içinde kaldığından emin olmalısınız. Her kanalın akımı bağımsız olarak kontrol edilmelidir.

S: Neden her renk için ileri gerilim farklı?C: İleri gerilim, yarı iletken malzemenin bant aralığının temel bir özelliğidir. Kırmızı AlInGaP LED'ler, yeşil ve mavi InGaN LED'lere göre daha düşük bir bant aralığına sahiptir, bu da daha düşük bir V_F.

S: "JEDEC Seviye 3'e ön koşullandırma" ne anlama geliyor?C: Bileşenlerin Nem Duyarlılık Seviyesi 3 (MSL 3) olarak sınıflandırıldığı anlamına gelir. Bu, nem bariyerli torba açıldıktan sonra, reflow için kurutma gerektirmeden önce izin verilen maksimum kullanım ömrünün ≤30°C/%60 RH koşullarında 168 saat olduğunu gösterir.

S: Uygulamam için doğru sınıfı nasıl seçerim?C: Renk tutarlılığının kritik olduğu uygulamalar için (örn., çoklu LED durum çubukları veya arka aydınlatmalar), tek, sıkı bir CIE sınıf kodu (örn., J5) ve tek bir ışık şiddeti sınıfı (örn., T1) belirtin. Daha az kritik uygulamalar için, daha geniş bir sınıf seçimi kabul edilebilir ve potansiyel olarak daha uygun maliyetli olabilir.

10. Çalışma Prensibi ve Teknoloji Bağlamı

Bu LED, yarı iletken malzemelerde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Her bir çipin p-n jonksiyonuna ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve enerjiyi foton formunda salar. Işığın dalga boyu (rengi), belirli yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir: kırmızı için AlInGaP, yeşil ve mavi için InGaN. "Beyaz" ışık, tek bir beyaz fosfor tarafından (fosfor dönüştürmeli beyaz LED'de olduğu gibi) üretilmez, ancak üç ana renkli ışığın (Kırmızı, Yeşil, Mavi) dağınık beyaz kapsülleyici içinden geçerken toplamsal bir renk karışımıdır. Bu RGB yöntemi, her çipe verilen akımı değiştirerek potansiyel renk ayarlamasına olanak tanır, ancak bu veri sayfası sabit bir beyaz nokta için çalışmayı belirtir.

SMD paket formatı, yüksek hacimli, otomatik montaj için endüstri standardını temsil eder. Dağınık lens epoksinin kullanımı, görüş açısını genişletmek ve ışık çıktısını yumuşatmak için saçılım parçacıkları içerir, bu da doğrudan görüntülemenin yaygın olduğu gösterge amaçları için idealdir. Üç çipin tek bir pakette entegrasyonu, üç ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar.