LED کهربایی 3.2x1.0x1.5mm - ولتاژ پیشرو 1.8-2.4V - توان 48mW - طول موج غالب 600-610nm - مستندات فنی

1. نمای کلی محصول

RF-AUT112TS-ED یک LED نصب سطحی (SMD) به رنگ کهربایی است که برای کاربردهای گسترده نشان‌دهنده نوری طراحی شده است. این محصول از یک تراشه کهربایی با راندمان بالا در بسته‌ای فشرده به ابعاد 3.2mm x 1.0mm x 1.5mm استفاده می‌کند. با زاویه دید بسیار عریض 140 درجه، این LED دید عالی و توزیع نور یکنواختی را فراهم می‌کند. این قطعه برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم کاری SMT مناسب بوده و دارای سطح حساسیت رطوبتی 3 (MSL 3) و انطباق کامل با RoHS است که ایمنی زیست‌محیطی و سهولت ادغام در تولید الکترونیک مدرن را تضمین می‌کند.

1.1 کاربردهای هدف

• نشانگرهای نوری– چراغ‌های وضعیت، نشانگرهای پانل
• کلیدها و نمادها– نور پس‌زمینه دکمه‌ها و نوشته‌ها
• نمایشگرها– نمایشگرهای سگمنت، تابلوها
• استفاده عمومی– لوازم الکترونیکی مصرفی، داخلی خودرو، کنترل‌های صنعتی

2. تجزیه و تحلیل پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکترواپتیکی (Ta=25°C, IF=20mA)

ولتاژ پیشرو از 1.8V تا 2.4V در 20mA محدوده می‌شود که برای تراشه‌های استاندارد کهربایی AlInGaP معمول است. طول موج غالب به دو گروه A00 (600-605nm) و B00 (605-610nm) دسته‌بندی می‌شود که طیف کهربایی را پوشش می‌دهد. شدت نورانی به سه سطل روشنایی (1DW, 1AP, G20) دسته‌بندی شده است که انعطاف‌پذیری برای نیازهای مختلف روشنایی فراهم می‌کند. پهنای طیفی باریک 15nm اشباع رنگ خوبی را تضمین می‌کند.

2.2 حداکثر مقادیر مطلق

طراحان باید اطمینان حاصل کنند که توان تلف شده از 48mW تجاوز نکند (معادل 20mA در 2.4V). دمای اتصال باید زیر 95°C نگه داشته شود تا از تخریب جلوگیری شود. سطح تحمل ESD 2000V HBM نیازمند جابجایی مناسب در هنگام مونتاژ است.

3. سیستم دسته‌بندی (Binning)

این قطعه بر اساس طول موج، روشنایی و ولتاژ پیشرو مطابق برچسب روی قرقره دسته‌بندی می‌شود. دسته‌بندی باعث یکنواختی رنگ و روشنایی در محصولات نهایی می‌شود.

• دسته‌های طول موج:A00 (600-605 نانومتر) و B00 (605-610 نانومتر)
• دسته‌های شدت نورانی:1DW (70-90 میلی‌کندلا), 1AP (90-120 میلی‌کندلا), G20 (120-150 میلی‌کندلا)
• ولتاژ پیشرو:بر اساس مقدار VF روی برچسب گروه‌بندی شده (محدوده معمول 1.8-2.4V)

برچسب همچنین شامل شماره لات، تعداد و کد تاریخ برای قابلیت ردیابی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-6)

منحنی مشخصه دیود معمولی را نشان می‌دهد: در 20mA ولتاژ تقریباً 2.0V است. شیب در جریان‌های بالاتر به دلیل مقاومت سری افزایش می‌یابد.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-7)

شدت نسبی تقریباً خطی با جریان تا 30mA افزایش می‌یابد، با اشباع جزئی بالای 25mA. کار در 20mA راندمان خوبی می‌دهد.

4.3 وابستگی دما (شکل 1-8، 1-9)

شدت نسبی حدود 15% کاهش می‌یابد وقتی دمای پین از 25°C به 100°C افزایش یابد. حداکثر جریان پیشرو باید در دماهای بالا کاهش یابد: در دمای محیط 85°C، جریان مجاز به حدود 10mA کاهش می‌یابد.

4.4 تغییر طول موج در مقابل جریان (شکل 1-10)

طول موج غالب با افزایش جریان کمی به سمت طول‌موج‌های بلندتر تغییر می‌کند (قرمز-تغییر)، تقریباً 2-3nm از 5mA تا 30mA.

4.5 توزیع طیفی (شکل 1-11)

اوج انتشار در حدود 605nm با پهنای کامل در نصف حداکثر (FWHM) حدود 15nm است که برای LEDهای کهربایی AlInGaP معمول است.

4.6 الگوی تابش (شکل 1-12)

LED دارای الگوی تابش لمبرتی وسیع با زاویه نیمه حدود 70° (زاویه دید کل 140°) است که نوردهی یکنواخت در ناحیه بزرگ فراهم می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

ابعاد بسته 3.2mm x 1.0mm x 1.5mm است. نمای پایین دو پد آند و یک پد کاتد را نشان می‌دهد (قطبیت: پد 1 آند، پد 2 کاتد). پدهای لحیم کاری توصیه شده ابعاد 0.60mm x 0.70mm با گام 2.20mm دارند که اتصال حرارتی و مکانیکی کافی را فراهم می‌کند.

5.2 نوار حامل و قرقره

در نوار حامل عرض 8mm با گام 4mm عرضه می‌شود. اندازه قرقره: قطر 178mm، هاب 60mm، سوراخ محور 13mm. هر قرقره شامل 3000 قطعه است. نوار شامل نوار پوششی بالایی (عرض 1.25mm) و حفره‌هایی برای LEDها است. جهت تغذیه روی نوار مشخص شده است.

5.3 بسته‌بندی و برچسب‌گذاری

قرقره در یک کیسه مانع رطوبت (MBB) همراه با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم می‌شود. سپس کیسه در یک جعبه مقوایی قرار می‌گیرد. هر قرقره دارای برچسبی با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کدهای دسته‌بندی برای شار نوری، رنگی، ولتاژ، طول موج، تعداد و تاریخ است.

6. دستورالعمل لحیم کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم کاری ریفلو

حداکثر دو چرخه ریفلو مجاز است. پروفیل توصیه شده: نرخ افزایش دما ≤3°C/s، پیش‌گرم 150-200°C به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای 217°C (TL) 60-150 ثانیه، دمای اوج 260°C حداکثر 10 ثانیه، نرخ خنک‌سازی ≤6°C/s. کل زمان از 25°C تا اوج<8 دقیقه.

6.2 لحیم کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم کاری دستی، از هویه با دمای<300°C به مدت کمتر از 3 ثانیه، فقط یک بار استفاده کنید.

6.3 تعمیر و بازکاری

بازکاری توصیه نمی‌شود؛ در صورت اجبار، از هویه دو سر استفاده کرده و LED را از نظر آسیب پیش‌آزمایش کنید.

6.4 شرایط نگهداری

قبل از باز کردن کیسه مانع رطوبت: در دمای ≤30°C و رطوبت ≤75% RH تا 1 سال نگهداری کنید. پس از باز کردن: ≤30°C، ≤60% RH و باید ظرف 24 ساعت استفاده شود. اگر کیسه آسیب دیده یا زمان نگهداری بیش از حد شده، قبل از استفاده در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت پخت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد 3000 عدد در هر قرقره، نوار 8mm، قرقره 178mm است. فرمت برچسب شامل: PART NO., SPEC NO., LOT NO., BIN CODE, Φ (سطل شار نوری), XY (سطل رنگی), VF (سطل ولتاژ پیشرو), WLD (کد طول موج), QTY, DATE.

8. توصیه‌های کاربردی

• مقاومت محدودکننده جریان برای هر LED الزامی است؛ تغییر کوچک در ولتاژ می‌تواند تغییر جریان زیادی ایجاد کند.
• مدیریت حرارتی حیاتی است: دمای اتصال را زیر 95°C نگه دارید؛ کاهش توان را در دمای محیط بالا در نظر بگیرید.
• از قرار دادن LED در معرض ترکیبات گوگرد (>100ppm), برم/کلر (>900ppm هر کدام, مجموع<1500ppm) خودداری کنید.
• از چسب‌هایی که بخارات آلی منتشر می‌کنند استفاده نکنید؛ باعث تغییر رنگ لنز سیلیکونی می‌شود.
• از طرفین حمل کنید، از تماس با سطح لنز سیلیکونی خودداری کنید.
• اقدامات احتیاطی ESD: از ایستگاه‌های کاری ارت و بند مچی استفاده کنید.
• تمیز کردن: از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید؛ تمیزکاری التراسونیک توصیه نمی‌شود.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای کهربایی استاندارد 3528 یا 2835، بسته 3210 (3.2x1.0mm) ردپای بسیار باریک‌تری دارد، ایده‌آل برای طراحی‌های جمع و جور مانند دستگاه‌های همراه و نشانگرهای باریک. زاویه دید 140° از بسیاری از LEDهای SMD معمولی (معمولاً 120°) عریض‌تر است. رتبه ESD 2kV برای فناوری AlInGaP استاندارد است.

10. پرسش‌های متداول

س: آیا می‌توانم LED را با جریان 30mA به طور مداوم راه اندازی کنم؟
ج: خیر، حداکثر جریان پیشرو مطلق 20mA است؛ 30mA از توان تلف شده تجاوز کرده و ممکن است به LED آسیب برساند.

س: طول عمر معمول این LED کهربایی چقدر است؟
ج: با مدیریت حرارتی مناسب و در شرایط نامی، LED می‌تواند بیش از 50,000 ساعت با حفظ لومن قابل قبول کار کند.

س: چگونه کاتد را تشخیص دهم؟
ج: به علامت قطبیت در نمای پایین بسته مراجعه کنید (شکل 1-4)؛ پد 1 آند، پد 2 کاتد است.

س: آیا می‌توانم از این LED در کاربردهای خارجی استفاده کنم؟
ج: محدوده دمای عملیاتی -40 تا +85°C است، بنابراین در صورت محافظت در برابر رطوبت و نور مستقیم خورشید می‌توان از آن در فضای باز استفاده کرد. بسته ضد آب نیست؛ ممکن است نیاز به پوشش همساز باشد.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

یک نشانگر وضعیت برای دستگاه خانه هوشمند در نظر بگیرید که نیاز به سه LED کهربایی برای نشان دادن حالت‌های مختلف دارد. LEDها روی برد با پیکربندی آند مشترک قرار می‌گیرند. هر LED با جریان 15mA و مقاومت سری محاسبه شده (Vcc - VF)/IF راه اندازی می‌شود. با فرض Vcc=3.3V و VF≈2.0V، هر مقاومت باید (3.3-2.0)/0.015 ≈ 87Ω (مقاومت استاندارد 91Ω) باشد. طراحی حرارتی: در 15mA، توان هر LED 30mW است، مجموع 90mW برای سه LED، روی برد استاندارد FR4 بدون هیت‌سینک قابل قبول است.

12. اصول اساسی

این LED کهربایی بر پایه فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) است. شکاف باند مستقیم زمانی که الکترون‌ها با حفره‌ها ترکیب می‌شوند نور در محدوده کهربایی (~600nm) ساطع می‌کند. قطعه یک دیود اتصال p-n است؛ بایاس مستقیم حامل‌هایی را تزریق می‌کند که به صورت تابشی ترکیب می‌شوند. زاویه دید وسیع با طراحی لنز بسته، معمولاً یک گنبد اپوکسی یا سیلیکونی شفاف که نور را پخش می‌کند، به دست می‌آید.

13. روندهای توسعه

کوچک‌سازی ادامه دارد: بسته‌هایی مانند 3.2x1.0mm به 2.0x1.0mm و حتی 1.6x0.8mm برای محصولات فوق باریک کاهش می‌یابند. بهبود کارایی در فناوری AlInGaP باعث افزایش بازده به بالای 100 lm/W برای کهربایی شده است، اگرچه قطعه فعلی یک محصول استاندارد است. ادغام چندین تراشه در یک بسته امکان RGB یا سفید قابل تنظیم را فراهم می‌کند. علاوه بر این، مدیریت حرارتی بهتر از طریق مواد زیرلایه پیشرفته (مانند EMC، سرامیک) امکان جریان‌های رانش بالاتر با حفظ قابلیت اطمینان را فراهم می‌کند.