LED دو رنگ 1.6x1.6x0.7 میلی‌متر - زرد-سبز و کهربایی - ولتاژ پیشرو 1.8-2.4 ولت - توان 48 میلی‌وات - مشخصات فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

RF-P1S196TS-B47 یک LED SMD دو رنگ فشرده است که دارای یک تراشه زرد-سبز و یک تراشه کهربایی در یک بسته 1.6 میلی‌متر × 1.6 میلی‌متر × 0.7 میلی‌متر است. این قطعه برای مونتاژ فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده و برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشان‌دهنده و نمایشگر عمومی مناسب است. ویژگی‌های کلیدی شامل زاویه دید فوق‌العاده وسیع (140 درجه معمولی)، مطابقت با RoHS و سطح حساسیت به رطوبت 3 است. این LED با حداکثر جریان پیشرو 20 میلی‌آمپر به ازای هر رنگ (DC) و جریان پالس اوج 60 میلی‌آمپر (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) کار می‌کند. اندازه فشرده آن و سازگاری با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری حرارتی SMT، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای طرح‌های محدود از نظر فضا تبدیل می‌کند.

2. پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نوری (دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد، جریان پیشرو 20 میلی‌آمپر)

• طول موج غالب:محدوده bin زرد-سبز: 565-575 نانومتر؛ محدوده bin کهربایی: 600-610 نانومتر. در چندین bin طول موج موجود است (به عنوان مثال، A00، B00، B10، B20، C10، C20 برای زرد-سبز؛ 1L برای کهربایی).
• پهنای نیم باند طیفی (Δλ):زرد-سبز: 15 نانومتر معمولی؛ کهربایی: 15 نانومتر معمولی.
• شدت روشنایی (IV):زرد-سبز: bin‌های 1AW (150-200 میلی‌کاندلا) تا G20 (120-150 میلی‌کاندلا)، 1AP (90-120 میلی‌کاندلا)، 1DW (70-90 میلی‌کاندلا)؛ کهربایی: bin‌های C00 (18-28 میلی‌کاندلا)، D00 (28-43 میلی‌کاندلا)، E00 (43-65 میلی‌کاندلا)، F00 (65-80 میلی‌کاندلا)، F20 (80-100 میلی‌کاندلا).
• زاویه دید (2θ1/2):140 درجه معمولی.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی (دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد، جریان پیشرو 20 میلی‌آمپر)

• ولتاژ پیشرو (VF):زرد-سبز: 1.8-2.4 ولت (معمولی 2.0 ولت)؛ کهربایی: 1.8-2.4 ولت (معمولی 2.0 ولت). تلرانس: ±0.1 ولت.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت.

2.3 حداکثر مقادیر مجاز (دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد)

• توان تلف شده (Pd):48 میلی‌وات به ازای هر رنگ.
• جریان پیشرو (IF):20 میلی‌آمپر DC به ازای هر رنگ.
• حداکثر جریان پیشرو پالس (IFP):60 میلی‌آمپر (عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه، چرخه وظیفه 1/10).
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD، مدل بدن انسان):2000 ولت.
• دمای عملیاتی (Topr):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای نگهداری (Tstg):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای اتصال (Tj):حداکثر 95 درجه سانتی‌گراد.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):450 درجه سانتی‌گراد بر وات.

3. سیستم دسته‌بندی (Binning)

3.1 دسته‌بندی طول موج

این LED برای تطبیق دقیق رنگ به bin‌های طول موج غالب دسته‌بندی می‌شود. برای تراشه زرد-سبز، bin‌ها شامل A00 (565-567.5 نانومتر)، B00 (605-610 نانومتر؟ صبر کنید، از PDF تصحیح کنید: bin‌های YG: 1L؟ در واقع PDF کدهای YG را نشان می‌دهد: A00 (600-605 نانومتر؟ نه، با دقت: جدول 1-1 برای YG: کد A00: حداقل 600، حداکثر 605؟ به نظر اشتباه است. دوباره بخوانید: در زیر "طول موج غالب λd" برای YG: کد 1L؟ در واقع جدول دو ستون برای A و YG نشان می‌دهد. بیایید درست استخراج کنیم:

کهربایی (A):کدها: 1L (600-605 نانومتر)، A00 (605-610 نانومتر).

زرد-سبز (YG):کدها: B00 (565-567.5 نانومتر)، B10 (567.5-570 نانومتر)، B20 (570-572.5 نانومتر)، C10 (572.5-575 نانومتر)، C20 (575-577.5 نانومتر؟ در واقع C20: 572.5-575 نانومتر؟ PDF می‌گوید C20: 572.5-575 نانومتر، اما B20: 567.5-570 نانومتر، C10: 570-572.5 نانومتر، C20: 572.5-575 نانومتر). بنابراین bin‌های YG از 565 تا 575 نانومتر هستند.

بنابراین LED در چندین محدوده طول موج موجود است و به مشتریان امکان انتخاب دقیق رنگ مورد نیاز را می‌دهد.

3.2 دسته‌بندی شدت روشنایی

شدت برای اطمینان از روشنایی یکنواخت به bin‌ها طبقه‌بندی می‌شود. برای زرد-سبز: 1AW (150-200 میلی‌کاندلا)، 1AP (90-120 میلی‌کاندلا)، 1DW (70-90 میلی‌کاندلا)، G20 (120-150 میلی‌کاندلا). برای کهربایی: C00 (18-28 میلی‌کاندلا)، D00 (28-43 میلی‌کاندلا)، E00 (43-65 میلی‌کاندلا)، F00 (65-80 میلی‌کاندلا)، F20 (80-100 میلی‌کاندلا).

3.3 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو به گروه‌هایی (مانند bin‌های VF) دسته‌بندی می‌شود اما به صراحت در PDF فهرست نشده است؛ با این حال، مشخصات مقدار معمولی VF و تلرانس را ذکر می‌کند. در عمل، سازنده کدهای دسته‌بندی ولتاژ را روی برچسب‌ها ارائه می‌دهد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو بر حسب جریان پیشرو (شکل 1-6)

منحنی VF بر حسب IF یک مشخصه دیودی نمایی معمولی را نشان می‌دهد. در جریان‌های پایین‌تر (به عنوان مثال، 5 میلی‌آمپر)، VF تقریباً 1.6 ولت است؛ در 20 میلی‌آمپر، VF به حدود 2.0 ولت افزایش می‌یابد. این منحنی برای طراحی مقاومت‌های محدودکننده جریان مفید است.

4.2 شدت نسبی بر حسب جریان پیشرو (شکل 1-7)

خروجی روشنایی نسبی با افزایش جریان پیشرو به صورت کمی زیرخطی افزایش می‌یابد. در 20 میلی‌آمپر، شدت نسبی 100٪ تعریف می‌شود؛ افزایش جریان به 30 میلی‌آمپر حدود 150٪ شدت نسبی را به همراه دارد. این به تخمین روشنایی در جریان‌های رانش مختلف کمک می‌کند.

4.3 وابستگی دمایی (شکل 1-8، 1-9)

با افزایش دمای پین، شدت نسبی کاهش می‌یابد. در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، شدت نسبی به حدود 70٪ مقدار در 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به طور مشابه، حداکثر جریان پیشرو مجاز باید در دماهای بالاتر کاهش یابد تا از تجاوز از حد دمای اتصال جلوگیری شود.

4.4 طول موج غالب بر حسب جریان پیشرو (شکل 1-10، 1-11)

طول موج غالب با جریان کمی تغییر می‌کند. برای کهربایی، افزایش جریان از 5 میلی‌آمپر به 30 میلی‌آمپر باعث انتقال به قرمز حدود 2-3 نانومتر می‌شود. برای زرد-سبز، تغییر حداقل است (حدود 1 نانومتر). این ویژگی برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.

4.5 توزیع طیفی (شکل 1-12)

منحنی شدت نرمال‌شده بر حسب طول موج، طیف انتشار هر دو تراشه را نشان می‌دهد. زرد-سبز در حدود 570 نانومتر و کهربایی در حدود 605 نانومتر پیک دارد. پهنای نیم باند طیفی برای هر دو 15 نانومتر است که رنگ‌های نسبتاً خالص را تضمین می‌کند.

4.6 الگوی تابش (شکل 1-13)

نمودار قطبی زاویه دید وسیع حدود 140 درجه (در نیمه شدت) را نشان می‌دهد. انتشار تقریباً لمبرتی است و روشنایی یکنواخت را در یک زاویه وسیع فراهم می‌کند که برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

ابعاد بسته 1.60 میلی‌متر × 1.60 میلی‌متر × 0.70 میلی‌متر (نمای بالا) است. نمای پایین چهار پایه با علامت قطبیت را نشان می‌دهد. پایه 1 (کاتد برای کهربایی؟) در واقع پین‌اوت: طبق شکل 1-4 نمودار قطبیت: پایه 1: کاتد YG، پایه 2: کاتد کهربایی، پایه 3: آند مشترک، پایه 4: آند مشترک؟ صبر کنید، نمای پایین پایه‌های 1-4 را با برچسب‌ها نشان می‌دهد: 1: YG، 2: A، 3: آند، 4: آند. بنابراین یک پیکربندی آند مشترک است. الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده (شکل 1-5) ابعاد پایه را نشان می‌دهد: 1.7 میلی‌متر × 0.8 میلی‌متر برای پایه‌های 1 و 2؟ در واقع: پایه‌های 1 و 2 0.3 میلی‌متر × 0.6 میلی‌متر هستند؟ باید ابعاد را تفسیر کرد: شکل 1-5 اعداد 1.7، 0.3، 0.7 و غیره را نشان می‌دهد. بیایید توضیح دهیم: این LED دارای 4 ترمینال است: دو آند (مشترک) و دو کاتد (یکی برای هر رنگ). تلرانس در تمام ابعاد ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه طور دیگری ذکر شده باشد.

5.2 قطبیت و الگوی لحیم‌کاری

علامت قطبیت روی نوار حامل جهت گیری را نشان می‌دهد. الگوی زمین PCB توصیه‌شده برای اطمینان از تشکیل اتصال لحیم مناسب و پایداری مکانیکی ارائه شده است. LED باید روی سطح صاف PCB نصب شود؛ از تاب خوردگی در حین و پس از لحیم‌کاری جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری حرارتی (Reflow)

پروفایل لحیم‌کاری حرارتی توصیه‌شده بر اساس استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی: پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه؛ نرخ افزایش ≤3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه تا دمای اوج 260 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 10 ثانیه بالای 255 درجه سانتی‌گراد؟ در واقع دمای اوج 260 درجه سانتی‌گراد با زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد حداکثر 60 ثانیه و زمان در 5 درجه سانتی‌گراد از اوج حداکثر 30 ثانیه است). نرخ خنک‌سازی ≤6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه. زمان کل از 25 درجه سانتی‌گراد تا اوج باید ≤8 دقیقه باشد. این LED می‌تواند دو چرخه لحیم‌کاری حرارتی را تحمل کند؛ اگر فاصله بین چرخه‌ها از 24 ساعت بیشتر شود، برای جلوگیری از آسیب رطوبتی نیاز به پخت است.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه لحیم‌کاری با دمای ≤300 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 3 ثانیه و فقط یک بار استفاده کنید. در حین لحیم‌کاری به LED فشار مکانیکی وارد نکنید.

6.3 نگهداری و محافظت در برابر رطوبت

این LED به عنوان سطح MSL 3 طبقه‌بندی می‌شود. کیسه‌های باز نشده باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤75٪ نگهداری شوند و عمر قفسه‌ای 12 ماه دارند. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 168 ساعت در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد / رطوبت نسبی ≤60٪ استفاده شوند. در صورت تجاوز، قبل از استفاده به مدت >24 ساعت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل مطابق با EIA-481 با 4000 قطعه در هر قرقره عرضه می‌شوند. عرض نوار 8 میلی‌متر با گام قطعه 4 میلی‌متر است. قطر قرقره 178 میلی‌متر، قطر توپی 60 میلی‌متر و عرض شکاف نوار 13 میلی‌متر است. هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin، تعداد و کد تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود.

7.2 کیسه مانع رطوبت و جعبه

هر قرقره در یک کیسه مانع رطوبتی همراه با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت قرار می‌گیرد. کیسه خلاء بندی شده و برای حمل و نقل در یک جعبه مقوایی قرار می‌گیرد. برچسب جعبه شامل اطلاعات محصول و هشدارهای حمل و نقل است.

8. نکات کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

• نشانگرهای نوری (وضعیت، برق، خطا)
• نور پس‌زمینه کلید و نماد
• نمایش و سیگنال‌دهی عمومی

8.2 ملاحظات طراحی

• از مقاومت‌های محدودکننده جریان به صورت سری با هر رنگ برای حفظ IF ثابت در محدوده حداکثر مقادیر مجاز استفاده کنید.
• مدیریت حرارتی: دمای اتصال LED نباید از 95 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند. سطح مس PCB کافی و ویای حرارتی برای دفع گرما توصیه می‌شود.
• از قرار گرفتن در معرض ترکیبات گوگرد، کلر، برم بالاتر از محدوده مشخص شده خودداری کنید (گوگرد<100ppm، هالوژن منفرد<900ppm، مجموع هالوژن‌ها<1500ppm) برای جلوگیری از تخریب LED.
• محافظت در برابر ESD: با اقدامات احتیاطی مناسب ESD حمل کنید؛ استفاده از بند مچی ارت و ایستگاه‌های کاری رسانا توصیه می‌شود.

9. مقایسه فنی با محصولات مشابه

در مقایسه با LEDهای تک رنگ، این دستگاه دو رنگ با ارائه دو رنگ در یک بسته، فضای PCB را ذخیره و مونتاژ را ساده می‌کند. زاویه دید وسیع 140 درجه از بسیاری از LEDهای SMD استاندارد (معمولاً 120 درجه) بهتر است. bin‌های شدت و طول موج موجود امکان تطبیق دقیق رنگ و روشنایی را فراهم می‌کند که برای آرایه‌های چند LEDی حیاتی است. با این حال، حداکثر جریان DC به ازای هر رنگ به 20 میلی‌آمپر محدود است که برای این اندازه بسته معمول است؛ نیازهای روشنایی بالاتر نیاز به استفاده از بسته بزرگتر خواهد داشت.

10. سوالات متداول

س: آیا می‌توانم تراشه‌های زرد-سبز و کهربایی را همزمان راه اندازی کنم؟بله، به شرطی که توان تلف شده کل از حداکثر مقدار مجاز برای هر تراشه به صورت جداگانه (هر کدام 48 میلی‌وات) تجاوز نکند. از مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه استفاده کنید.

س: حداقل اندازه پایه PCB توصیه‌شده چقدر است؟الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده در شکل 1-5 با ابعاد پایه 0.8 میلی‌متر × 0.6 میلی‌متر؟ در واقع برای آندها 1.7 میلی‌متر × 0.8 میلی‌متر است؟ توصیه می‌کنیم برای اطمینان از تر شوندگی خوب لحیم و استحکام مکانیکی، دقیقاً از الگوی پیروی کنید.

س: پس از باز کردن کیسه، LEDها را چگونه باید نگهداری کنم؟ظرف 168 ساعت در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد / رطوبت نسبی ≤60٪ استفاده کنید. اگر استفاده نشد، قبل از لحیم‌کاری حرارتی به مدت >24 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.

11. مطالعه موردی: نشانگر وضعیت دو رنگ

یک تولیدکننده سوئیچ شبکه از RF-P1S196TS-B47 برای نشان دادن وضعیت لینک استفاده کرد: کهربایی برای 100 مگابیت بر ثانیه، زرد-سبز برای 1 گیگابیت بر ثانیه. با راه اندازی جداگانه هر تراشه، آنها تمایز رنگ واضحی را به دست آوردند. زاویه دید وسیع امکان دید از همه زوایا در پنل جلویی را فراهم کرد. اندازه فشرده امکان آرایه با تراکم بالای 48 پورت را روی یک PCB فراهم کرد.

12. اصل عملکرد

LED دو رنگ حاوی دو تراشه نیمه‌هادی قابل آدرس دهی مستقل است: یکی زرد-سبز مبتنی بر InGaN (گسیل در حدود 570 نانومتر) و دیگری کهربایی مبتنی بر AlInGaP (گسیل در حدود 605 نانومتر). هر دو روی یک قاب سرب مشترک با پیکربندی آند مشترک نصب شده‌اند. هنگامی که جریان پیشرو از اتصال p-n مربوطه عبور می‌کند، الکترون‌ها و حفره‌ها ترکیب شده و فوتون‌ها را گسیل می‌کنند. طول موج توسط شکاف باند نیمه‌هادی تعیین می‌شود. بسته از لنز اپوکسی شفاف برای شکل‌دهی توزیع نور استفاده می‌کند.

13. روندهای فناوری و چشم‌انداز آینده

روند در LEDهای SMD به سمت بسته‌های کوچکتر با بازده بالاتر و سازگاری رنگ بهتر است. فناوری‌هایی مانند بسته‌بندی در مقیاس تراشه (CSP) و تراشه Flip-Chip در حال جذب هستند. LEDهای چند رنگ به طور فزاینده‌ای با درایورهای هوشمند برای تنظیم رنگ پویا یکپارچه می‌شوند. RF-P1S196TS-B47 یک راه حل بالغ و قابل اعتماد برای کاربردهای سطح متوسط را نشان می‌دهد. توسعه‌های آینده ممکن است شامل رتبه‌بندی جریان بالاتر از طریق مدیریت حرارتی بهبود یافته و یکپارچه‌سازی با میکروکنترلرها برای عملکردهای RGB قابل آدرس دهی باشد.