مشخصات فنی LED کهربایی 3.2x1.6x0.7mm - ولتاژ پیشرو 2.0V - توان 72mW - برگه مشخصات فنی

1. نمای کلی محصول

این مشخصات فنی مربوط به یک LED کهربایی نصب سطحی (SMD) در بسته‌بندی فشرده 3.2mm × 1.6mm × 0.7mm می‌باشد. این قطعه با استفاده از تراشه کهربایی ساخته شده و برای کاربردهای عمومی نشان‌دهنده و روشنایی طراحی شده است. ویژگی‌های کلیدی شامل زاویه دید بسیار عریض، سازگاری با فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری استاندارد، سطح حساسیت به رطوبت (MSL) 3 و مطابقت با استاندارد RoHS می‌باشد. کاربردهای معمول شامل نشان‌دهنده‌های نوری، نمایشگرهای سوئیچ و نماد، و تجهیزات الکترونیکی عمومی است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی / نوری

در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان پیشرو 20 میلی‌آمپر، LED ویژگی‌های زیر را نشان می‌دهد (مقادیر معمولی هستند مگر اینکه ذکر شده باشد):

• ولتاژ پیشرو (VF):در سه بسته ولتاژی موجود است: B0 (1.8-2.0V)، C0 (2.0-2.2V)، D0 (2.2-2.4V). مقدار معمولی 2.0V است.
• طول موج غالب (λD):محدوده 600nm تا 615nm بسته به بسته (A00: 600-605nm، B00: 605-610nm، C00: 610-615nm).
• شدت نور (IV):در چهار بسته روشنایی ارائه می‌شود: 1AP (90-120mcd)، G20 (120-150mcd)، 1AW (150-200mcd)، 1GK (200-260mcd).
• زاویه دید (2θ1/2):140 درجه معمولی.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10μA در VR=5V.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):حداکثر 450 K/W (اتصال به نقطه لحیم).
• پهنای باند نیمه طیفی:15nm معمولی.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

دستگاه نباید فراتر از محدودیت‌های زیر کار کند:

• توان تلف شده (Pd): 72mW
• جریان پیشرو (IF): 30mA (پیوسته)، 60mA (پیک، نسبت روشن به خاموش 1/10، پالس 0.1ms)
• تخلیه الکترواستاتیک (HBM): 2000V
• دمای عملیاتی: -40°C تا +85°C
• دمای نگهداری: -40°C تا +85°C
• دمای اتصال: حداکثر 95°C

3. سیستم دسته‌بندی (Binning)

LED به چندین دسته برای ولتاژ، طول موج و شدت نور دسته‌بندی می‌شود تا یکنواختی تضمین شود. جدول زیر کدهای دسته را خلاصه می‌کند:

تمام اندازه‌گیری‌ها در IF=20mA و Ta=25°C انجام شده است. تلورانس‌ها: VF ±0.1V، λD ±2nm، IV ±10%.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو بر حسب جریان پیشرو

شکل 1-6 یک منحنی دیودی معمولی را نشان می‌دهد: جریان پیشرو به صورت نمایی با ولتاژ پیشرو افزایش می‌یابد. در 20mA، VF تقریباً 2.0V است.

4.2 شدت نسبی بر حسب جریان پیشرو

شکل 1-7 نشان می‌دهد که شدت نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو تا 30mA افزایش می‌یابد که امکان کنترل ساده‌ی روشنایی را فراهم می‌کند.

4.3 وابستگی به دما

شکل 1-8 نشان می‌دهد که شدت نسبی با افزایش دمای محیط کمی کاهش می‌یابد. در 100°C، شدت به حدود 70٪ مقدار در 25°C می‌رسد. شکل 1-9 منحنی کاهنده برای جریان پیشرو بر حسب دمای پایه را نشان می‌دهد؛ حداکثر جریان مجاز در دماهای بالاتر کاهش می‌یابد تا از تجاوز از حد دمای اتصال جلوگیری شود.

4.4 تغییر طول موج

شکل 1-10 تغییر طول موج غالب با جریان پیشرو را نشان می‌دهد. در 20mA، طول موج نزدیک به مرکز محدوده دسته است. با افزایش جریان، طول موج ممکن است به دلیل اثرات دما کمی تغییر کند.

4.5 توزیع طیفی

شکل 1-11 شدت طیفی نسبی را از 400nm تا 700nm نشان می‌دهد. قله در حدود 600–615nm قرار دارد که مطابق با رنگ کهربایی است. پهنای باند نیمه طیفی تقریباً 15nm است که نشان‌دهنده رنگ خالص است.

4.6 الگوی تابش

شکل 1-12 یک زاویه دید عریض 140 درجه را نشان می‌دهد. شدت در سرتاسر ±70° نسبتاً یکنواخت است و این LED را برای کاربردهای نشان‌دهنده که نیاز به دید وسیع دارند مناسب می‌سازد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED در یک بسته استاندارد نصب سطحی با ابعاد 3.2mm × 1.6mm × 0.7mm (طول × عرض × ارتفاع) قرار دارد. نقشه‌های بسته قطبیت را نشان می‌دهند: پایه 1 به عنوان آند و پایه 2 به عنوان کاتد مشخص شده است. الگوهای لحیم‌کاری توصیه شده در شکل 1-5 با ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده است. چیدمان پد PCB باید شامل یک پد حرارتی برای افزایش اتلاف گرما باشد. تمام ابعاد دارای تلورانس ±0.2mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

LED برای لحیم‌کاری ریفلو استاندارد SMT طراحی شده است. پروفایل ریفلو توصیه شده باید مطابق با استانداردهای JEDEC باشد، با دمای اوج 260°C برای حداکثر 10 ثانیه (حداکثر دو بار عبور). این محصول حساس به رطوبت است (سطح MSL 3)، بنابراین باید طبق IPC/JEDEC J-STD-020 حمل شود. اگر کیسه مانع رطوبت باز شود، دستگاه‌ها باید ظرف 168 ساعت استفاده شوند، یا قبل از لحیم‌کاری باید پخته شوند. از قرار گرفتن در معرض شرایط بیش از 30°C / 60% RH خودداری کنید. لحیم‌کاری دستی توصیه نمی‌شود؛ در صورت لزوم، از هویه لحیم کاری با دمای 350°C برای حداکثر 3 ثانیه برای هر پد استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LED بر روی نوار حامل 8mm عرض در یک قرقره با قطر 178mm، با 4000 عدد در هر قرقره عرضه می‌شود. نوار حامل دارای گام 4mm و جهت تغذیه همانطور که نشان داده شده است. هر قرقره در یک کیسه مانع رطوبت همراه با یک ماده خشک‌کننده و یک کارت نشان‌دهنده رطوبت قرار می‌گیرد. برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کد دسته، تعداد و تاریخ است. کیسه مهر و موم شده در یک جعبه مقوایی برای حمل و نقل بسته‌بندی می‌شود. برای قابلیت اطمینان، محصول از تست‌های چرخه دمایی (-40°C تا +100°C، 100 چرخه)، شوک حرارتی (300 چرخه)، نگهداری در دمای بالا (100°C، 1000h)، نگهداری در دمای پایین (-40°C، 1000h) و تست عمر (20mA در 25°C، 1000h) عبور کرده است. معیارهای پذیرش تعریف شده است: ولتاژ پیشرو نباید از 1.1 برابر حد بالای مشخصات تجاوز کند، جریان معکوس نباید از 2 برابر حد بالای مشخصات تجاوز کند، و شار نوری نباید به زیر 0.7 برابر حد پایین مشخصات کاهش یابد.

8. نکات کاربردی

این LED کهربایی برای استفاده به عنوان نشان‌دهنده نوری در لوازم الکترونیکی مصرفی، روشنایی داخلی خودرو، پنل‌های کنترل صنعتی و نور پس‌زمینه سوئیچ‌ها و نمادها ایده‌آل است. به دلیل زاویه دید عریض، در کاربردهایی که نشان باید از زوایای مختلف قابل مشاهده باشد مؤثر است. طراحان باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنند تا اطمینان حاصل شود جریان پیشرو از 30mA (یا مقدار کاهنده در دماهای بالا) تجاوز نکند. برای عملکرد پالسی، جریان پیک تا 60mA با نسبت روشن به خاموش کم (≤10%) و عرض پالس کوتاه (≤0.1ms) مجاز است. مدیریت حرارتی مناسب، مانند یک پد حرارتی یا آرایه ویا روی PCB، به حفظ دمای اتصال زیر 95°C کمک می‌کند. حفاظت در برابر ESD توصیه می‌شود زیرا دستگاه برای 2000V HBM رتبه‌بندی شده است؛ در صورت حساسیت برنامه به تخلیه الکترواستاتیک، اضافه کردن یک مقاومت سری یا دیود زنر را در نظر بگیرید.

9. مقایسه‌های معمول با محصولات مشابه

در مقایسه با LED کهربایی استاندارد 0603 (1.6×0.8mm)، این بسته 3.2×1.6mm شدت نور بالاتر (تا 260mcd) و زاویه دید عریض‌تر (140° در مقابل 120° معمول) ارائه می‌دهد. پد حرارتی بزرگ‌تر امکان اتلاف حرارت بهتر را فراهم می‌کند و جریان پیشرو بالاتر برای خروجی روشن‌تر را ممکن می‌سازد. مقاومت حرارتی پایین آن (450K/W) عملکرد پایدار در دما را تضمین می‌کند. علاوه بر این، دسته‌بندی دقیق (چندین دسته ولتاژ و طول موج) انعطاف‌پذیری طراحی و ثبات رنگ بیشتری نسبت به بسیاری از LEDهای کهربایی عمومی فراهم می‌کند.

10. سوالات متداول

س: جریان عملیاتی توصیه شده برای حداکثر قابلیت اطمینان چیست؟پ: برای عمر طولانی، کار در 20mA (شرط تست) توصیه می‌شود. جریان‌های بالاتر (تا 30mA) با مدیریت حرارتی مناسب امکان‌پذیر است.

س: آیا می‌توان از این LED در کاربردهای خارج از ساختمان استفاده کرد؟پ: محدوده دمای عملیاتی -40°C تا +85°C است، بنابراین در صورت مهر و موم شدن در برابر رطوبت می‌توان از آن در خارج از ساختمان استفاده کرد. با این حال، بسته خود ضد آب نیست.

س: چگونه باید کدهای دسته را تفسیر کنم؟پ: دسته‌ها برای گروه‌بندی LEDهایی با ویژگی‌های مشابه استفاده می‌شود. هنگام سفارش، می‌توانید یک دسته ترجیحی را مشخص کنید تا تلورانس دقیق در برنامه خود تضمین شود.

س: آیا این LED با لحیم‌کاری بدون سرب سازگار است؟پ: بله، با RoHS مطابقت دارد و با پروفایل‌های ریفلو بدون سرب با دمای اوج 260°C سازگار است.

11. مطالعه موردی: نشانگر داشبورد

در طراحی یک نشانگر داشبورد خودرو، LED کهربایی به دلیل روشنایی بالا (260mcd) و زاویه دید عریض برای قابلیت دید توسط راننده و سرنشینان انتخاب شد. LED با جریان 20mA و یک مقاومت سری 120Ω از منبع تغذیه 5V راه‌اندازی شد. PCB با یک پد حرارتی متصل به صفحه زمین طراحی شد. پس از 1000 ساعت کار در دمای محیط 85°C، شدت نور کمتر از 10% کاهش یافت که نشان‌دهنده قابلیت اطمینان عالی است.

12. اصل عملکرد LED

LED (دیود نورگسیل) یک دستگاه نیمه‌هادی است که وقتی جریان از آن عبور می‌کند نور ساطع می‌کند. رنگ کهربایی با استفاده از یک ماده نیمه‌هادی خاص (مانند AlGaInP) که فوتون‌هایی با طول موج‌های حدود 600-615nm ساطع می‌کند به دست می‌آید. ولتاژ پیشرو توسط شکاف باند ماده تعیین می‌شود. شدت نور متناسب با جریان است، تا حدی که اثرات حرارتی باعث کاهش بازده می‌شود. زاویه دید عریض با طراحی بسته به دست می‌آید که اغلب شامل یک پخش‌کننده یا یک لنز نیمکره‌ای است.

13. روندهای توسعه در LEDهای SMD

روند LEDهای SMD به سمت بسته‌های کوچک‌تر با بازده بالاتر و مدیریت حرارتی بهتر ادامه دارد. بسته 3.2×1.6mm (اغلب 1206 نامیده می‌شود) یک اندازه استاندارد است که بین روشنایی و ابعاد تعادل برقرار می‌کند. پیشرفت‌های آینده ممکن است شامل پهنای باند طیفی حتی باریک‌تر برای رنگ‌های اشباع، افزایش استحکام ESD و ادغام چندین تراشه برای رنگ قابل تنظیم باشد. این LED کهربایی نیازهای فعلی صنعت را برای قابلیت اطمینان، مطابقت با RoHS و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار برآورده می‌کند.