فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 توضیحات عمومی
- 1.2 ویژگیها
- 1.3 کاربردها
- 2. تحلیل پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (Ta=25°C)
- 2.2 حداکثر مقادیر مجاز (Ta=25°C)
- 2.3 سیستم دستهبندی
- 3. منحنیهای عملکرد
- 3.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- 3.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو
- 3.3 اثرات دمای پایه
- 3.4 طول موج غالب در مقابل جریان پیشرو
- 3.5 توزیع طیفی
- 3.6 الگوی تابش
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 ابعاد بسته
- 4.2 نوار حامل و قرقره
- 4.3 اطلاعات برچسب
- 5. قابلیت اطمینان و آزمایش
- 5.1 شرایط آزمایش قابلیت اطمینان
- 5.2 معیارهای شکست
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری حرارتی SMT
- 6.1 پروفایل لحیمکاری حرارتی
- 6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
- 7. نکات احتیاطی در حمل و نقل و ذخیرهسازی
- 7.1 محدودیتهای محیطی
- 7.2 شرایط ذخیرهسازی
- 7.3 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 7.4 تمیزکاری
- 8. اطلاعات سفارش
- اصطلاحات مشخصات LED
- عملکرد نوربرقی
- پارامترهای الکتریکی
- مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
- بسته بندی و مواد
- کنترل کیفیت و دسته بندی
- آزمون و گواهینامه
1. مرور کلی محصول
1.1 توضیحات عمومی
این LED دو رنگ با استفاده از یک چیپ نارنجی و یک چیپ سبز در یک بسته فشرده 1.6mm x 1.6mm x 0.7mm ساخته شده است. برای نصب سطحی (SMT) طراحی شده و برای طیف گستردهای از کاربردهای نشانگر و نمایش مناسب است.
1.2 ویژگیها
- زاویه دید بسیار عریض 140 درجه.
- مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیمکاری SMT.
- سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3 (طبق J-STD-020).
- مطابق با RoHS.
1.3 کاربردها
- نشانگرهای نوری
- سوئیچها، نمادها و نمایشگرها
- روشنایی و سیگنالدهی عمومی
2. تحلیل پارامترهای فنی
2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (Ta=25°C)
در جریان پیشرو 20mA، دستگاه ویژگیهای زیر را نشان میدهد:
- طول موج غالب:نارنجی: 620-630nm (معمول 623nm)؛ سبز: 520-530nm (معمول 525nm). طول موج برای کنترل دقیقتر به زیرگروههایی تقسیم میشود.
- پهنای نیمباند طیفی:نارنجی: 15nm؛ سبز: 30nm.
- ولتاژ پیشرو:نارنجی: 1.8-2.4V (معمول 2.0V)؛ سبز: 2.8-3.6V (معمول 3.2V). در محدودههای ولتاژ مشخصی دستهبندی میشود.
- شدت نورانی:نارنجی: 150-430 mcd (دستهبندی شده در C1-I2)؛ سبز: 260-900 mcd (دستهبندی شده در H00-1CM).
- زاویه دید:140 درجه (در نیمه قدرت).
- جریان معکوس:≤10 μA در VR=5V.
- مقاومت حرارتی (اتصال به نقطه لحیم):450°C/W.
2.2 حداکثر مقادیر مجاز (Ta=25°C)
| پارامتر | نماد | نارنجی | سبز | واحد |
|---|---|---|---|---|
| توان مصرفی | Pd | 72 | 108 | mW |
| جریان پیشرو | IF | 30 | mA | |
| حداکثر جریان پیشرو (پالس) | IFP | 60 | mA | |
| ESD (HBM) | ESD | 1000 | V | |
| دمای عملیاتی | Topr | -40 ~ +85 | °C | |
| دمای ذخیرهسازی | Tstg | -40 ~ +85 | °C | |
| دمای اتصال | Tj | 95 | °C | |
توجه: حداکثر جریان پیشرو در چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1ms مشخص میشود. مدیریت حرارتی مناسب برای اطمینان از عدم تجاوز دمای اتصال از 95°C لازم است.
2.3 سیستم دستهبندی
دستگاه برای طول موج غالب، ولتاژ پیشرو و شدت نورانی به دستههایی تقسیم میشود تا عملکرد ثابتی در کاربردها فراهم شود. برای نارنجی، دستههای طول موج شامل E00 (620-625nm) و F00 (625-630nm) است. برای سبز، دستهها شامل E10 (520-522.5nm)، E20 (522.5-525nm)، F10 (525-527.5nm)، F20 (527.5-530nm) میباشد. دستههای ولتاژ پیشرو به صورت B1 (1.8-1.9V)، B2 (1.9-2.0V) برای نارنجی تعیین میشوند؛ برای سبز، دستهها از 2.8-2.9V تا 3.5-3.6V متغیر است. دستههای شدت نورانی برای نارنجی از C1 تا J2 و برای سبز از H00 تا 1CM کدگذاری شدهاند. کدهای دسته روی برچسب بستهبندی درج میشود.
3. منحنیهای عملکرد
منحنیهای عملکرد معمول زیر برای مرجع در Ta=25°C ارائه شده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
3.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
در جریانهای پایین، ولتاژ پیشرو به صورت لگاریتمی با جریان افزایش مییابد. منحنی VF-IF نشان میدهد که در 20mA، ولتاژ پیشرو تقریباً 2.0V برای نارنجی و 3.2V برای سبز است. در جریانهای بالاتر، ولتاژ به دلیل مقاومت سری افزایش مییابد.
3.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو
شدت نورانی نسبی با افزایش جریان پیشرو تا 30mA افزایش مییابد و برای هر دو رنگ رابطه تقریباً خطی نشان میدهد. در 20mA، شدت در مقدار نامی خود است.
3.3 اثرات دمای پایه
با افزایش دمای محیط یا پایه، شدت نسبی کاهش مییابد. در 85°C، شدت به تقریباً 80% مقدار در 25°C کاهش مییابد. حداکثر جریان پیشرو مجاز نیز با افزایش دما کاهش مییابد؛ در دمای پایه بالای 85°C، جریان باید کاهش یابد تا از تجاوز به حداکثر دمای اتصال جلوگیری شود.
3.4 طول موج غالب در مقابل جریان پیشرو
برای نارنجی، طول موج غالب کمی (حدود 1-2nm) با افزایش جریان تغییر میکند. برای سبز، تغییر در محدوده 0-30mA حداقل است. این اطلاعات برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.
3.5 توزیع طیفی
انتشار نارنجی در حدود 623nm با FWHM 15nm اوج میگیرد؛ انتشار سبز در حدود 525nm با FWHM 30nm اوج میگیرد. طیفها هیچ پیک ثانویهای ندارند و خروجی رنگ خالص را تضمین میکنند.
3.6 الگوی تابش
الگوی تابش لمبرتی مانند با زاویه دید عریض 140 درجه است که آن را برای کاربردهای نشانگر که پوشش زاویهای عریض مورد نظر است، مناسب میسازد.
4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 ابعاد بسته
بسته LED ابعاد 1.6mm x 1.6mm x 0.7mm (طول×عرض×ارتفاع) دارد. نمای زیرین چهار پد را نشان میدهد: پد 1 (آند سبز)، پد 2 (کاتد سبز)، پد 3 (آند نارنجی)، پد 4 (کاتد نارنجی). قطبیت با علامتی روی بسته مشخص شده است. الگوی لحیمکاری پدهای 0.8mm x 0.6mm برای هر ترمینال توصیه میکند.
4.2 نوار حامل و قرقره
دستگاهها در نوار حامل با عرض 8mm، گام 4mm و عمق جیب 1.83mm بستهبندی میشوند. هر قرقره شامل 4000 قطعه است. قطر قرقره 178mm (7 inch) با قطر توپی 60mm است.
4.3 اطلاعات برچسب
برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کدهای دسته (طول موج، ولتاژ، شدت)، تعداد و کد تاریخ است. کدهای دسته امکان ردیابی پارامترهای عملکرد خاص را فراهم میکنند.
5. قابلیت اطمینان و آزمایش
5.1 شرایط آزمایش قابلیت اطمینان
LED طبق استانداردهای JEDEC تأیید شده است. آزمایشها شامل:
- لحیمکاری حرارتی: حداکثر 260°C، 10 ثانیه، 2 بار.
- سیکل دمایی: -40°C تا 100°C، 100 سیکل.
- شوک حرارتی: -40°C تا 100°C، 300 سیکل.
- ذخیرهسازی در دمای بالا: 100°C، 1000 ساعت.
- ذخیرهسازی در دمای پایین: -40°C، 1000 ساعت.
- آزمون عمر: 25°C، 20mA، 1000 ساعت.
تمام آزمایشها با 0 شکست مجاز (Ac/Re 0/1) روی نمونههای 22 تایی گذرانده میشود.
5.2 معیارهای شکست
پس از آزمایشهای قابلیت اطمینان، تغییرات زیر به عنوان شکست در نظر گرفته میشود: افزایش ولتاژ پیشرو بیش از 10% بالاتر از حد بالایی مشخصات، جریان معکوس بیش از 2 برابر حد بالایی مشخصات، و کاهش شار نوری به زیر 70% حد پایینی مشخصات.
6. دستورالعملهای لحیمکاری حرارتی SMT
6.1 پروفایل لحیمکاری حرارتی
پروفایل لحیمکاری حرارتی توصیه شده به شرح زیر است:
- نرخ افزایش متوسط (Tsmax تا TP): ≤3°C/s
- پیشگرمایش: 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه
- زمان بالای 217°C: 60-150 ثانیه
- دمای اوج: 260°C، حداکثر 10 ثانیه
- نرخ خنکسازی: ≤6°C/s
- زمان از 25°C تا اوج: ≤8 دقیقه
لحیمکاری حرارتی نباید بیش از دو بار انجام شود. اگر بیش از 24 ساعت بین عملیات لحیمکاری فاصله باشد، پخت برای حذف رطوبت لازم است.
6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
لحیمکاری دستی با دمای هویه زیر 300°C برای کمتر از 3 ثانیه مجاز است و فقط یک چرخه لحیمکاری مجاز است. برای تعمیر، استفاده از هویه دو سر توصیه میشود تا از آسیب به بسته جلوگیری شود.
7. نکات احتیاطی در حمل و نقل و ذخیرهسازی
7.1 محدودیتهای محیطی
LED باید در محیطهایی استفاده شود که میزان گوگرد زیر 100 ppm و میزان هالوژن (برم، کلر) هرکدام زیر 900 ppm و مجموع هالوژنها زیر 1500 ppm باشد. ترکیبات آلی فرار (VOCs) میتوانند باعث تغییر رنگ لنز سیلیکونی شوند، بنابراین مواد استفاده شده در فیکسچر باید از نظر سازگاری آزمایش شوند.
7.2 شرایط ذخیرهسازی
قبل از باز کردن کیسه ضد رطوبت، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% تا 1 سال ذخیره کنید. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 168 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% استفاده شوند. اگر زمان ذخیرهسازی بیش از حد شده یا ماده خشککننده تغییر رنگ داده است، قبل از استفاده به مدت حداقل 24 ساعت در دمای 60±5°C پخت کنید.
7.3 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
LED نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و اضافه ولتاژ الکتریکی (EOS) حساس است. اقدامات احتیاطی مناسب ESD مانند ایستگاههای کاری grounded و بند مچی در هنگام حمل و نقل باید انجام شود.
7.4 تمیزکاری
اگر تمیزی حیاتی است، تمیزکاری پس از لحیمکاری توصیه میشود. ایزوپروپیل الکل یک حلال مناسب است. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمیشود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند. اطمینان حاصل کنید که حلالها به مواد بسته آسیب نمیرسانند.
8. اطلاعات سفارش
دستگاه در بستهبندی نوار و قرقره با 4000 قطعه در هر قرقره عرضه میشود. شماره قطعه و کدهای دسته روی برچسب قرقره چاپ شده است. برای سفارش دستههای خاص، محدوده طول موج، ولتاژ و شدت مورد نظر را مشخص کنید. به عنوان مثال، یک کد سفارش معمولی ممکن است شامل شماره قطعه پایه و به دنبال آن شناسههای دسته باشد.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |