ال ای دی دو رنگ 3.0x2.5x1.4 میلی متر - ولتاژ پیشرو 1.8-3.6V/1.8-2.4V - توان مصرفی 72mW/108mW - برگه اطلاعات فنی نارنجی/آبی

1. بررسی اجمالی محصول

این محصول یک دیود نورانی (LED) دو رنگ است که یک تراشه نارنجی و یک تراشه آبی را در یک بسته بندی سطحی واحد ادغام می کند. ابعاد بسته بندی 3.0mm x 2.5mm x 1.4mm است. این محصول برای کاربردهای نشانگر و نمایش عمومی که نیاز به دو رنگ مجزا دارند طراحی شده است. دستگاه با فرآیندهای مونتاژ SMT استاندارد سازگار بوده و مطابق با RoHS است. سطح حساسیت رطوبتی آن به عنوان سطح 3 طبقه بندی شده است که نیاز به جابجایی مناسب پس از باز شدن دارد. زاویه دید باریک 60 درجه خروجی نور متمرکزی را فراهم می کند و آن را برای کاربردهایی که نیاز به جهت دهی بالا دارند مناسب می سازد.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 ویژگی های الکتریکی و نوری

تمام ویژگی ها در دمای Ts=25°C اندازه گیری می شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. این LED دارای پهنای باند طیفی نیمه برابر 15 نانومتر برای هر دو تراشه است. ولتاژ پیشرو (VF) برای هر رنگ به کدهای متعددی دسته بندی می شود تا تفکیک الکتریکی دقیق تضمین شود. برای تراشه نارنجی، VF از 1.8V تا 3.6V در بین دسته های B1 تا J0 متغیر است. برای تراشه آبی، VF از 1.8V تا 2.4V در بین دسته های B1 تا D2 متغیر است. طول موج غالب (λd) برای نارنجی بین 615nm تا 630nm و برای آبی بین 460nm تا 470nm است که هر دو در 20mA اندازه گیری می شوند. شدت نور (IV) در 20mA برای هر دو رنگ از 230mcd تا 1200mcd متغیر است، با چندین دسته شدت (I00, J00, K00, L00) برای تفکیک دقیق. زاویه دید (2θ1/2) 60 درجه است. جریان معکوس در VR=5V حداکثر به 10μA محدود می شود. مقاومت حرارتی از اتصال به نقطه لحیم (RTHJ-S) 450°C/W است.

2.2 حداکثر رتبه بندی مطلق

حداکثر رتبه بندی مطلق محدودیت هایی را تعریف می کنند که فراتر از آنها دستگاه ممکن است آسیب ببیند. توان مصرفی (Pd) برای تراشه نارنجی 72mW و برای تراشه آبی 108mW است. حداکثر جریان پیشرو (IF) 30mA برای هر تراشه است. حداکثر جریان پیشرو پیک (IFP) می تواند به 60mA در چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1ms برسد. تحمل تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 1000V است. محدوده دمای عملیاتی (Topr) -40°C تا +85°C است و دمای ذخیره سازی (Tstg) نیز -40°C تا +85°C است. دمای اتصال (Tj) نباید از 95°C تجاوز کند. اطمینان از اینکه توان مصرفی از این محدودیت ها تجاوز نمی کند حیاتی است و مدیریت حرارتی مناسب باید اجرا شود.

3. سیستم دسته بندی

این LED به چندین دسته تفکیک می شود تا توزیع باریکی از پارامترهای کلیدی فراهم شود. دسته های ولتاژ پیشرو برای هر دو رنگ مطابق جدول مشخصات تعریف می شوند. برای نارنجی: B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V), G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), I0 (3.2-3.4V), J0 (3.4-3.6V). برای آبی: B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V). دسته های طول موج غالب: نارنجی – D00 (615-620nm), E00 (620-625nm), F00 (625-630nm); آبی – C00 (460-465nm), D00 (465-470nm). دسته های شدت نور برای هر دو رنگ: I00 (230-350mcd), J00 (350-530mcd), K00 (530-800mcd), L00 (800-1200mcd). کد دسته روی برچسب اطلاعات کامل را ارائه می دهد.

4. تحلیل منحنی های عملکرد

منحنی های مشخصه نوری معمولی برای مرجع طراحی ارائه شده اند. منحنی ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-6) رابطه نمایی معمولی LED ها را نشان می دهد. منحنی جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی (شکل 1-7) نشان می دهد که خروجی نور نسبی با افزایش جریان تا 30mA به طور خطی افزایش می یابد. منحنی دمای پین در مقابل شدت نسبی (شکل 1-8) کاهش تدریجی شدت را با افزایش دما نشان می دهد، با تقریباً 10% کاهش در 100°C. منحنی دمای پین در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-9) میزان کاهش جریان پیشرو مجاز را با افزایش دمای پین نشان می دهد. منحنی جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب (شکل 1-10، شکل 1-11) یک جابجایی قرمز جزئی برای تراشه نارنجی و یک جابجایی آبی جزئی برای تراشه آبی با افزایش جریان را نشان می دهد. طیف شدت نسبی در مقابل طول موج (شکل 1-12) توزیع طیفی هر دو تراشه را با طول موج های اوج حدود 623nm برای نارنجی و 467nm برای آبی نشان می دهد. الگوی تابش (شکل 1-13) زاویه دید 60 درجه با توزیع لامبرتی معمولی را تأیید می کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته بندی

ابعاد کلی بسته بندی 3.00mm x 2.50mm x 1.40mm با تلورانس ±0.2mm است. نمای بالا دو تراشه LED را نشان می دهد: یکی نارنجی (O) و یکی آبی (B)، با آند مشترک و کاتدهای جداگانه مطابق علامت گذاری قطبیت در نمای پایین. الگوهای لحیم کاری (طرح پیشنهادی پد) برای اتصال حرارتی و الکتریکی بهینه ارائه شده است. ابعاد نوار حامل: عرض 8.00mm، گام 4.00mm، با عمق حفره جزء 1.6mm. ابعاد قرقره: A=8.0±0.1mm, B=178±1mm, C=60±1mm, D=13.0±0.5mm. هر قرقره شامل 2500 عدد است. برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شامل شار، دسته رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج)، تعداد و تاریخ است.

6. دستورالعمل های لحیم کاری و مونتاژ

6.1 لحیم کاری ریفلاو SMT

پروفایل ریفلاو توصیه شده بر اساس استانداردهای JEDEC است. نرخ متوسط افزایش دما از Tsmin به Tp نباید از 3°C/s تجاوز کند. پیش گرمایش: Tsmin=150°C, Tsmax=200°C, زمان 60-120s. زمان بالای 217°C (TL) باید 60-150s باشد. دمای اوج (Tp) 260°C با حداکثر زمان (tp) 10s است. زمان در 5°C از دمای اوج واقعی به 30s محدود می شود. نرخ خنک شدن نباید از 6°C/s تجاوز کند. زمان کل از 25°C تا Tp باید در 8 دقیقه باشد. لحیم کاری ریفلاو نباید بیش از دو بار انجام شود، با حداقل 24 ساعت بین مراحل. لحیم کاری دستی: دمای هویه زیر 300°C برای کمتر از 3 ثانیه، فقط یک بار. تعمیر پس از لحیم کاری توصیه نمی شود؛ در صورت اجتناب ناپذیر، از هویه دو سر استفاده کنید و تأیید کنید که ویژگی های LED تحت تأثیر قرار نگرفته است.

6.2 اقدامات احتیاطی در جابجایی

از نصب LED روی PCB تابیده خودداری کنید. پس از لحیم کاری، از تنش مکانیکی یا سرد شدن سریع خودداری کنید. محیط عملیاتی باید ترکیبات گوگرد را به زیر 100PPM محدود کند. محتوای هالوژن (برم و کلر) باید کنترل شود: تک<900PPM، مجموع<1500PPM.

7. اطلاعات بسته بندی و سفارش

LED ها در بسته بندی نوار و قرقره با 2500 قطعه در هر قرقره تحویل داده می شوند. نوار حامل آنتی استاتیک است و قرقره مطابق با استاندارد EIA-481 است. کیسه مانع رطوبت با خشک کننده و کارت نشانگر رطوبت برای ذخیره سازی خشک تضمین می کند. جعبه مقوایی بیرونی حاوی چندین قرقره برای حمل و نقل فله است. اطلاعات سفارش باید شامل شماره قطعه کامل و مشخصات کد دسته باشد. مثال شماره قطعه: RF-P13025TS-B37 (توجه: مرجع داخلی، سفارش واقعی باید دسته های مورد نظر را مشخص کند).

8. پیشنهادات کاربردی

هنگام طراحی مدار، همیشه یک مقاومت محدود کننده جریان اضافه کنید تا از جریان بیش از حد ناشی از تغییرات ولتاژ جلوگیری شود. LED هرگز نباید فراتر از حداکثر رتبه بندی مطلق هدایت شود. مدیریت حرارتی حیاتی است: از اتلاف حرارت مناسب برای حفظ دمای اتصال زیر 95°C اطمینان حاصل کنید. برای عملکرد دو رنگ، هر تراشه می تواند به طور مستقل از طریق کاتدهای جداگانه کنترل شود. از اعمال ولتاژ معکوس خودداری کنید زیرا ممکن است باعث آسیب شود. برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، کاهش جریان پیشرو در دماهای محیطی بالا را در نظر بگیرید. در محیط هایی با محتوای گوگرد یا هالوژن بالا، موادی را انتخاب کنید که با محدودیت های توصیه شده مطابقت دارند. در حین جابجایی و مونتاژ از حفاظت ESD مناسب استفاده کنید.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، این بسته دو تراشه ای صرفه جویی قابل توجهی در فضای PCB، کاهش تعداد قطعات و هم ترازی نوری بهبود یافته را ارائه می دهد. زاویه دید باریک شدت محوری بالاتری را فراهم می کند که برای نشانگرهای نقطه ای مفید است. وجود دسته های دقیق به طراحان اجازه می دهد تا LED ها را برای رنگ و روشنایی سازگار دقیقاً مطابقت دهند. مقاومت حرارتی نسبتاً بالاتر (450°C/W) در مقایسه با برخی LED های قدرت است، بنابراین برای کاربردهای با جریان بالا، مدیریت حرارتی باید با دقت در نظر گرفته شود.

10. سوالات متداول

س1: چگونه دسته ولتاژ پیشرو صحیح را انتخاب کنم؟

دسته ای را انتخاب کنید که با ولتاژ و جریان درایور شما مطابقت داشته باشد. برای منبع تغذیه 5V با مقاومت، دسته VF ای را انتخاب کنید که فضای کافی برای افت ولتاژ مقاومت فراهم کند.

س2: اثر دما بر طول موج چیست؟

با افزایش دمای اتصال، طول موج غالب کمی جابجا می شود: نارنجی به سمت طول موج های بلندتر (جابجایی قرمز) و آبی به سمت طول موج های کوتاه تر (جابجایی آبی) حرکت می کند. جابجایی دقیق را می توان از منحنی های معمولی استخراج کرد.

س3: چگونه باید با حساسیت ESD برخورد کنم؟

از ایستگاه های کاری ارت، بند مچی آنتی استاتیک و بسته بندی رسانا استفاده کنید. دستگاه برای 1000V HBM رتبه بندی شده است، اما رویدادهای ESD قوی تر ممکن است باعث آسیب شوند.

س4: عمر ذخیره سازی پس از باز کردن کیسه مانع رطوبت چقدر است؟

168 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60%. اگر در این مدت استفاده نشد، قبل از استفاده خشک کنید.

11. مثال های کاربردی عملی

کاربردهای معمولی شامل نشانگرهای وضعیت (مثلاً نارنجی برای هشدار، آبی برای عملکرد عادی)، نور پس زمینه برای کلیدها و نمادها، و نورپردازی نمایش عمومی است. قابلیت دو رنگ امکان سیگنال دهی دو رنگ را بدون نیاز به فضای اضافی PCB فراهم می کند. به عنوان مثال، یک نشانگر می تواند حالت خاموش (بدون نور)، آماده به کار (آبی) و فعال (نارنجی) را نشان دهد. زاویه باریک پرتو برای کاربردهایی که نور باید دقیقاً هدایت شود، مانند نشانگرهای پانل جلویی یا تابلوهای کوچک، ایده آل است.

12. اصل کار

LED یک دستگاه نیمه هادی است که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می کند. هنگامی که جریان پیشرو از اتصال p-n عبور می کند، الکترون ها و حفره ها بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون آزاد می کنند. طول موج (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی باند گپ ماده نیمه هادی تعیین می شود. تراشه نارنجی معمولاً بر اساس سیستم ماده AlGaInP (فسفید آلومینیوم گالیم ایندیوم) و تراشه آبی بر اساس InGaN (نیترید گالیم ایندیوم) است. هر دو تراشه در یک لنز سیلیکونی شفاف یا پخش کننده محصور شده اند تا اتصالات سیمی را محافظت کرده و زاویه دید مورد نظر را فراهم کنند.

13. روندهای توسعه

صنعت LED همچنان به دنبال بازده بالاتر (lm/W)، سازگاری رنگ بهتر و اندازه بسته های کوچکتر است. LED های دو رنگ و چند رنگ با تکنیک های بسته بندی پیشرفته مانند بسته بندی در مقیاس تراشه (CSP) و سیستم در بسته (SiP) در حال ادغام بیشتر هستند. مواد رابط حرارتی بهبود یافته و روش های اتصال تراشه بهتر به کاهش مقاومت حرارتی کمک می کنند و امکان جریان های تحریک بالاتر را فراهم می کنند. علاوه بر این، دقت دسته بندی با مرتب سازی خودکار در حال بهبود است و تلورانس تنگ تری را برای کاربردهای سخت مانند روشنایی خودرو و پزشکی ممکن می سازد. مواد لنز سیلیکونی در حال توسعه برای مقاومت در برابر زردی و بهبود قابلیت اطمینان در محیط های خشن هستند. به طور کلی، روند به سمت راه حل های LED چند رنگ فشرده تر، کارآمدتر و قابل اعتمادتر است.