LED آبی PLCC-2 2.8x3.5x0.8mm - ولتاژ پیشرو 3.2V - توان 228mW - طول موج غالب 469nm

1. بررسی اجمالی محصول

این LED آبی دارای بسته فشرده PLCC-2 با ابعاد 2.8mm x 3.5mm x 0.8mm است. برای مونتاژ فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده است و زاویه دید بسیار وسیعی به میزان 120 درجه ارائه می‌دهد. LED مبتنی بر نیمه‌هادی InGaN (نیترید گالیم ایندیم) است و نور آبی با طول موج غالب معمولی 469nm ساطع می‌کند. برای کاربردهای متنوعی از جمله نشانگرهای نوری، نمایشگرهای داخلی، روشنایی مناظر، نوارهای نوری و روشنایی عمومی مناسب است. این دستگاه مطابق با RoHS بوده و سطح حساسیت به رطوبت 3 دارد. در بسته‌بندی نوار و قرقره با تعداد 4000 عدد در هر قرقره عرضه می‌شود.

2. تفسیر پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نوری

عملکرد نوری در شرایط آزمایش IF=60mA و Ts=25°C مشخص می‌شود. طول موج غالب (Wld) در چندین دسته موجود است: D10 (465.0-467.5nm)، D20 (467.5-470.0nm)، E10 (470.0-472.5nm) و E20 (472.5-475.0nm). طول موج غالب معمولی 469.1nm است. شار نوری (Φ) به صورت WGD (4.00-4.96 lm)، WGE (5.00-6.00 lm) و WHA (6.00 lm و بالاتر، حد بالایی معمولی مشخص نشده ولی بالاتر انتظار می‌رود) دسته‌بندی می‌شود. زاویه دید (2Θ1/2) 120 درجه است که پوشش وسیعی فراهم می‌کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی

ولتاژ پیشرو (Vf) در 60mA بسته به کد دسته از 2.8V تا 3.5V متغیر است. دسته‌ها شامل G1 (2.8-2.9V)، G2 (2.9-3.0V)، V (3.0-3.2V)، I1 (3.2-3.3V)، I2 (3.3-3.4V) و J1 (3.4-3.5V) هستند. ولتاژ پیشرو معمولی 3.2V است. جریان معکوس (IR) در VR=5V کمتر از 10μA است. حداکثر رتبه‌بندی شامل توان اتلافی (Pd) 228mW، جریان پیشرو (IF) 65mA، جریان پیشرو پیک (IFP) 120mA (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms)، ولتاژ معکوس (VR) 5V و ESD (HBM) 2000V است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (Rth(j-s)) 85°C/W است. این پارامتر برای مدیریت حرارتی حیاتی است تا دمای اتصال (Tj) از حداکثر رتبه‌بندی 100°C تجاوز نکند. محدوده دمای عملیاتی -40°C تا +85°C و محدوده دمای ذخیره‌سازی -40°C تا +100°C است. در جریان‌های بالا، خنک‌کننده مناسب مورد نیاز است.

3. سیستم دسته‌بندی

LED برای ولتاژ پیشرو، طول موج غالب و شار نوری به دسته‌ها تقسیم می‌شود. دسته‌های ولتاژ امکان کنترل دقیق طراحی مدار محرک را فراهم می‌کنند. دسته‌های طول موج سازگاری رنگ را برای کاربردهایی که نیاز به خروجی آبی یکنواخت دارند تضمین می‌کنند. دسته‌های شار نوری به انتخاب LED با سطوح روشنایی خاص کمک می‌کنند. سیستم دسته‌بندی برای تولیدکنندگان برای تطبیق LEDها در آرایه‌ها یا سیستم‌های نور پس‌زمینه ضروری است.

4. تحلیل منحنی عملکرد

ویژگی‌های نوری-الکتریکی معمولی در چندین منحنی ارائه شده است. شکل 1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو را نشان می‌دهد که یک رابطه غیرخطی معمولی LEDها را نشان می‌دهد. شکل 2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو را نشان می‌دهد که افزایش خروجی نور با جریان را نشان می‌دهد. شکل‌های 3 و 4 به ترتیب اثر دمای پایه بر شار نوری نسبی و طول موج را نشان می‌دهند؛ با افزایش دما، شار نوری کاهش یافته و طول موج کمی تغییر می‌کند (تغییر به قرمز). شکل 5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای پایه را نشان می‌دهد که ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد. شکل 6 حداکثر جریان پیشرو در مقابل دمای پایه را برای عملکرد ایمن نشان می‌دهد. شکل 7 توزیع طیفی است که در حدود 469nm پیک دارد و عرض کامل در نصف حداکثر حدود 25-30nm دارد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

بسته LED دارای ابعاد 2.8mm (طول) x 3.5mm (عرض) x 0.8mm (ارتفاع) است. قطبیت روی بسته مشخص شده است. الگوی لحیم‌کاری توصیه شده در نقشه ارائه شده است تا اتصال حرارتی و مکانیکی مناسب تضمین شود. کاتد معمولاً پد کوچکتر در کنار آند است. همه ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس ±0.2mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

برای لحیم‌کاری ریفلو، پروفیل توصیه شده شامل: نرخ افزایش دما ≤3°C/s، پیش‌گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای 217°C (TL) حداکثر 60 ثانیه، دمای پیک (Tp) 260°C حداکثر 10 ثانیه، و نرخ خنک‌سازی ≤6°C/s. کل زمان از 25°C تا دمای پیک نباید بیش از 8 دقیقه باشد. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود؛ اگر بیش از 24 ساعت بین فرآیندهای لحیم‌کاری بگذرد، LEDها ممکن است به دلیل جذب رطوبت آسیب ببینند. برای لحیم‌کاری دستی، از هویه لحیم در دمای ≤300°C به مدت کمتر از 3 ثانیه برای هر اتصال استفاده کنید و فقط یک بار. تعمیر توصیه نمی‌شود؛ در صورت لزوم، از هویه دو سر استفاده کنید. ماده کپسوله‌سازی سیلیکون است که نرم است؛ از اعمال فشار زیاد به سطح بالایی خودداری کنید. بر روی PCB تابیده نصب نکنید و پس از لحیم‌کاری برد را خم نکنید. از خنک‌سازی سریع و تنش مکانیکی در هنگام خنک‌سازی خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها در قالب نوار و قرقره بسته‌بندی می‌شوند. ابعاد نوار حامل در نقشه نشان داده شده است، با جهت تغذیه و علامت قطبیت مشخص شده است. ابعاد قرقره استاندارد است. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، طول موج غالب (WLD)، ولتاژ پیشرو (VF)، تعداد (QTY)، کد تاریخ (DATE) و کد دسته است. فرآیند بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت از کیسه‌های آلومینیومی با خشک‌کننده استفاده می‌کند. شرایط ذخیره‌سازی: قبل از باز کردن، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% حداکثر تا 1 سال از تحویل نگهداری کنید. پس از باز کردن، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% حداکثر تا 24 ساعت نگهداری کنید. اگر ماده جاذب رطوبت تغییر رنگ داده یا زمان ذخیره‌سازی بیشتر شده باشد، در دمای 60±5°C به مدت >24 ساعت پخت کنید.

8. توصیه‌های کاربردی

این LED آبی برای استفاده در نشانگرهای نوری، تابلوهای نمایش داخلی، روشنایی مناظر و نوارهای روشنایی تزئینی مناسب است. هنگام طراحی مدار، اطمینان حاصل کنید که جریان پیشرو از حداکثر رتبه‌بندی (65mA پیوسته) تجاوز نکند و مقاومت‌های محدودکننده جریان را برای جلوگیری از فرار حرارتی شامل کنید. طراحی حرارتی حیاتی است؛ دمای اتصال باید زیر 100°C باقی بماند تا عملکرد و قابلیت اطمینان حفظ شود. از قرار گرفتن در معرض سولفیدها (محتوای گوگرد در مواد اتصال باید کمتر از 100 ppm)، هالوژن‌ها (برم<900 ppm، کلر<900 ppm، مجموع<1500 ppm). ترکیبات آلی فرار (VOCs) از وسایل نصب می‌توانند به سیلیکون نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند؛ سازگاری مواد را تأیید کنید. برای تمیز کردن، از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید؛ تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند. LEDها را از طرفین با استفاده از موچین حمل کنید؛ از تماس با لنز سیلیکونی خودداری کنید. حفاظت ESD در هنگام حمل و نقل و مونتاژ مورد نیاز است.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با سایر LEDهای آبی PLCC-2 موجود در بازار، این دستگاه دارای زاویه دید گسترده 120 درجه است که برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده دارند ایده‌آل است. مقاومت حرارتی 85°C/W برای این اندازه بسته معمولی است. گزینه‌های دسته‌بندی دقیق برای طول موج و شار نوری امکان تطبیق رنگ و روشنایی یکنواخت را فراهم می‌کند. حداکثر جریان پیشرو 65mA رقابتی است و قابلیت تحمل ESD 2000V محافظت قوی را فراهم می‌کند. کپسوله‌سازی سیلیکونی بازده استخراج نور بالایی را فراهم می‌کند اما برای جلوگیری از آسیب نیاز به حمل و نقل دقیق دارد. به طور کلی، این LED تعادلی بین عملکرد، قابلیت اطمینان و سهولت مونتاژ برای روشنایی آبی عمومی ایجاد می‌کند.

10. سوالات متداول

سوال: ولتاژ پیشرو معمولی در 60mA چقدر است؟
پاسخ: ولتاژ پیشرو معمولی 3.2V است، اما بسته به دسته می‌تواند از 2.8V تا 3.5V متغیر باشد.

سوال: آیا می‌توان این LED را در جریان بالاتر راه‌اندازی کرد؟
پاسخ: حداکثر جریان پیشرو مطلق 65mA است. کارکرد بالای این ممکن است باعث آسیب یا کاهش عمر شود. جریان پیک 120mA با چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1ms مجاز است.

سوال: عمر ماندگاری چقدر است؟
پاسخ: قبل از باز کردن بسته مهر و موم شده، LEDها را می‌توان تا 1 سال در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% نگهداری کرد. پس از باز کردن، در عرض 24 ساعت استفاده کنید یا قبل از استفاده پخت کنید.

سوال: چگونه باید LED را پس از لحیم‌کاری تمیز کنم؟
پاسخ: از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید زیرا ممکن است به بسته سیلیکونی آسیب برساند.

سوال: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
پاسخ: بله، در محدوده دمای عملیاتی -40°C تا +85°C. با این حال، از محافظت کافی در برابر رطوبت و UV اطمینان حاصل کنید و سازگاری با محیط‌های خارجی را تأیید کنید.

11. مورد کاربردی عملی

یک تابلو نمایش داخلی نیاز به نور پس‌زمینه آبی یکنواخت دارد. با استفاده از این LED با طول موج غالب 469nm و زاویه دید 120 درجه، می‌توان یک ماتریس با گام 2mm ساخت. با انتخاب دقیق دسته (مثلاً دسته طول موج D20، دسته شار نوری WGE)، تابلو به رنگ یکنواخت با روشنایی بالا دست می‌یابد. LEDها با استفاده از لحیم‌کاری ریفلو با جو نیتروژن برای جلوگیری از اکسیداسیون نصب می‌شوند. هر LED با جریان 50mA راه‌اندازی می‌شود تا در محدوده ایمن باقی بماند و PCB دارای صفحات مسی برای دفع حرارت است. دمای اتصال تحت دمای محیط 40°C حدود 85°C محاسبه می‌شود که قابلیت اطمینان بیش از 50,000 ساعت کارکرد را تضمین می‌کند.

12. اصل عملکرد

LED یک منبع نور حالت جامد بر اساس اتصال p-n است. در بایاس مستقیم، الکترون‌ها با حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی InGaN بازترکیب می‌شوند و انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند. شکاف باند انرژی InGaN طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند. برای انتشار آبی، محتوای ایندیم تنظیم می‌شود تا به طول موج پیک حدود 469nm برسد. بسته PLCC-2 از یک حفره بازتابنده و کپسوله‌سازی سیلیکونی برای استخراج کارآمد نور در حفاظت از تراشه استفاده می‌کند.

13. روندهای توسعه

LEDهای آبی به سرعت تکامل یافته‌اند، با بهبودهای مستمر در راندمان نوری و قابلیت اطمینان. روندهای فعلی شامل روشنایی بالاتر در هر بسته، طیف رنگ گسترده‌تر برای نمایشگرها و مقاومت حرارتی کمتر است. بسته‌های LED کوچک‌تر می‌شوند، اما توان در حال افزایش است. استفاده از فسفرهای از راه دور برای تولید نور سفید همچنان رایج است و تقاضا برای LEDهای آبی کارآمد را افزایش می‌دهد. توسعه‌های آینده ممکن است بر دستیابی به راندمان دیوار-پریز بالاتر، پایداری رنگ بهتر در مقابل دما و ادغام با سیستم‌های روشنایی هوشمند متمرکز شود. این LED آبی PLCC-2 یک محصول متداول با عملکرد خوب برای کاربردهای عمومی و تخصصی است.