مشخصات فنی LED دو رنگ 1.6x1.6x0.7mm 1.8V-2.4V 48mW زرد/زرد-سبز RF-P1S196TS-B51

1. نمای کلی محصول

1.1 توضیحات عمومی

RF-P1S196TS-B51 یک LED سطحی فشرده دو رنگ است که با استفاده از چیپ زرد و چیپ زرد-سبز ساخته شده است. این LED در بسته‌بندی 1.6mm x 1.6mm x 0.7mm عرضه می‌شود که برای کاربردهای با فضای محدود مناسب است. این LED برای نشان‌دهنده‌های نوری عمومی، سوئیچ‌ها، نمادها و نمایشگرها طراحی شده است. از تمام فرآیندهای استاندارد مونتاژ و لحیم‌کاری SMT پشتیبانی می‌کند و مطابق با RoHS است. سطح حساسیت رطوبتی بر اساس استانداردهای JEDEC در سطح 3 رتبه‌بندی شده است.

1.2 ویژگی‌ها

• زاویه دید بسیار وسیع (معمولاً 140°).
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم‌کاری SMT.
• سطح حساسیت رطوبتی: سطح 3.
• مطابق با RoHS.
• ردپای کوچک: 1.6mm x 1.6mm.
• ارتفاع کم: 0.7mm.

1.3 کاربردها

نشان‌دهنده‌های نوری، روشنایی سوئیچ و نماد، نور پس‌زمینه نمایشگر و نشان‌دادن سیگنال عمومی در الکترونیک مصرفی، داخلی خودرو و پانل‌های کنترل صنعتی.

2. تفسیر پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (در T_s=25°C، I_F=20mA)

این LED دو کانال رنگی ارائه می‌دهد: زرد (Y) و زرد-سبز (YG). پارامترهای کلیدی تحت شرایط آزمایشی جریان رو به جلو 20mA و دمای محیط 25°C مشخص می‌شوند.

2.2 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود. کارکرد در شرایط فراتر از توصیه‌شده توصیه نمی‌شود.

3. سیستم بین‌بندی

این LED از نظر طول موج غالب، شدت نور و ولتاژ رو به جلو بین‌بندی می‌شود تا یکنواختی تضمین شود. کانال زرد به بین‌های D00 (585-590nm) و E00 (590-595nm) تقسیم می‌شود. کانال زرد-سبز به بین‌های B10 (565-567.5nm)، B20 (567.5-570nm)، C10 (570-572.5nm) و C20 (572.5-575nm) تقسیم می‌شود. بین‌های شدت نور برای زرد از 70 تا 200 میلی‌کندل (بین‌های 1DW, 1AP, G20, 1AW) است، در حالی که زرد-سبز از 18 تا 100 میلی‌کندل (بین‌های C00, D00, E00, F00, F20) است. ولتاژ رو به جلو به یک کد (1L) با محدوده معمولی 1.8-2.4 ولت بین‌بندی می‌شود. اطلاعات بین‌بندی روی برچسب قرقره به عنوان "BIN CODE" و کدهای جداگانه برای طول موج (WLD) و ولتاژ رو به جلو (VF) کدگذاری می‌شود.

4. تحلیل منحنی عملکرد

4.1 ولتاژ رو به جلو بر حسب جریان رو به جلو

در جریان‌های کم (0-5mA)، ولتاژ رو به جلو به سرعت افزایش می‌یابد؛ بالای 5mA، شیب کاهش می‌یابد. این منحنی برای LEDهای مبتنی بر GaP معمول است. در 20mA، ولتاژ رو به جلو برای هر دو چیپ حدود 2.0V است.

4.2 جریان رو به جلو بر حسب شدت نسبی

شدت نسبی تا 20mA به صورت خطی با جریان رو به جلو افزایش می‌یابد و در محدوده توصیه‌شده اشباع مشاهده نمی‌شود. جریان بالاتر خروجی نور بالاتری می‌دهد، اما باید در محدوده حداکثر رتبه‌بندی مطلق باقی بماند.

4.3 وابستگی به دما

شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. در 100°C، خروجی به حدود 80% مقدار دمای اتاق کاهش می‌یابد. کاهش جریان رو به جلو در بالای 60°C برای جلوگیری از تجاوز از حد دمای اتصال (95°C) ضروری است. منحنی دمای پایه بر حسب جریان رو به جلو کاهش خطی از 20mA در 25°C تا صفر در حدود 115°C را نشان می‌دهد.

4.4 تغییر طول موج بر حسب جریان

طول موج غالب با افزایش جریان رو به جلو برای هر دو رنگ کمی افزایش می‌یابد. برای زرد، تغییر از ~589nm در 0mA به ~596.5nm در 30mA است. برای زرد-سبز، در همان محدوده جریان از ~567nm به ~575nm تغییر می‌کند. این اثر به دلیل گرم شدن اتصال و باریک شدن نوار گپ است.

4.5 توزیع طیفی و الگوی تابش

چیپ زرد در حدود 590-595nm پیک دارد، چیپ زرد-سبز در حدود 565-575nm. هر دو دارای پهنای باند نیمه طیفی حدود 15nm هستند که رنگ نسبتاً خالصی را فراهم می‌کند. الگوی تابش شبه-لامبرتین با زاویه نیمه وسیع 140° است که روشنایی یکنواخت را در یک ناحیه گسترده تضمین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

بسته LED دارای ابعاد 1.6mm (طول) × 1.6mm (عرض) × 0.7mm (ارتفاع) است. نمای بالا ناحیه نورانی 1.1mm×0.9mm را نشان می‌دهد. نمای جانبی ضخامت زیرلایه 0.3mm را نشان می‌دهد. نمای پایین چهار پد لحیم را نشان می‌دهد: پد 1 (کاتد برای زرد؟ علامت قطبیت)، 2 (آند برای زرد)، 3 (آند برای زرد-سبز)، 4 (کاتد برای زرد-سبز). الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده از گام پد 0.8mm و فاصله پد 0.6mm استفاده می‌کند. قطبیت با علامت گوشه (شناسایی پایه 1) نشان داده می‌شود.

5.2 نوار حامل و قرقره

ابعاد نوار: عرض 8.0mm، گام 4.0mm، اندازه حفره 1.83×1.83mm، عمق 0.95mm. قطر قرقره: 178mm (7 اینچ)، عرض 8.0±0.1mm، قطر مرکز 60±1mm، سوراخ محور 13.0±0.5mm. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. برچسب قرقره شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد بین، تعداد و تاریخ است.

5.3 بسته‌بندی مانع رطوبت

قرقره در یک کیسه مانع رطوبت به همراه ماده خشک‌کننده و کارت نشان‌دهنده رطوبت مهر و موم می‌شود. جعبه بیرونی یک کارتن مقوایی استاندارد برای حفاظت مکانیکی است. شرایط نگهداری: قبل از باز کردن، ≤30°C و ≤75% RH تا 1 سال از تاریخ تولید؛ پس از باز کردن، ≤30°C و ≤60% RH به مدت 168 ساعت. اگر شرایط نگهداری فراتر رود، پخت در 60±5°C به مدت >24 ساعت لازم است.

6. دستورالعمل لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 لحیم‌کاری ریفلو SMT

پروفایل ریفلو بدون سرب: پیش‌گرم از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه; افزایش تا 217°C (TL) با حداکثر 3°C/s; نگهداری بالای 217°C به مدت 60-150 ثانیه; دمای اوج 260°C با زمان بالای 260°C (tp) حداکثر 10 ثانیه; نرخ خنک‌سازی حداکثر 6°C/s. زمان کل از 25°C تا دمای اوج نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. بیش از دو بار ریفلو انجام ندهید. اگر فاصله بین ریفلوها بیش از 24 ساعت باشد، پخت لازم است.

6.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

لحیم‌کاری دستی: دمای نوک هویه ≤300°C، مدت ≤3 ثانیه، فقط یک بار. از تعمیر پس از ریفلو باید اجتناب شود; در صورت لزوم، از هویه دو سری استفاده کنید و عملکرد LED را بررسی کنید.

6.3 احتیاط‌های کلی

• LED را روی PCB کج یا خمیده نصب نکنید و پس از لحیم‌کاری برد را خم نکنید.
• از اعمال تنش مکانیکی یا لرزش در هنگام خنک‌سازی پس از لحیم‌کاری خودداری کنید.
• پس از لحیم‌کاری، دستگاه را به سرعت خنک نکنید.
• از مواد پاک‌کننده مناسب (ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود) استفاده کنید; از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید.
• محیط عملیاتی باید ترکیبات گوگرد را تا<100 ppm، برم را تا<900 ppm، کلر را تا<900 ppm، و مجموع هالوژن‌ها را تا<1500 ppm محدود کند تا از آسیب LED جلوگیری شود.
• از اقدامات مناسب کنترل ESD استفاده کنید; LED برای 2kV HBM رتبه‌بندی شده است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد: 4000 قطعه در هر قرقره به صورت نوار و قرقره. جعبه بیرونی حاوی چندین قرقره است (تعداد ممکن است متغیر باشد). هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کدهای بین (برای طول موج و شدت)، تعداد و کد تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود. کیسه مانع رطوبت شامل بسته خشک‌کننده و نشان‌دهنده رطوبت برای نظارت بر قرارگیری است. در هنگام سفارش، در صورت نیاز به تلورانس دقیق، باید ترکیب بین مورد نظر برای طول موج و شدت مشخص شود.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

ایده‌آل برای نشان‌دهنده‌های وضعیت، نور پس‌زمینه دکمه‌ها، نمایشگرهای کوچک و هر کاربردی که نیاز به دو رنگ در ردپای کوچک دارد. زاویه دید وسیع آن را برای پانل‌های لبه‌نور یا پخش‌کننده مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

• اتلاف گرما: با توجه به مقاومت حرارتی 450°C/W، مساحت کافی مس PCB و ویاس برای حفظ دمای اتصال زیر 95°C توصیه می‌شود. اگر دمای محیط از 60°C فراتر رود، جریان رو به جلو را کاهش دهید.
• محدودیت جریان: همیشه از مقاومت‌های سری برای جلوگیری از فرار حرارتی استفاده کنید. تغییر کوچک در ولتاژ (مثلاً 0.1V) می‌تواند به دلیل شیب تند منحنی IV باعث تغییر قابل توجه جریان شود.
• حفاظت در برابر ولتاژ معکوس: اطمینان حاصل کنید که مدار محرک ولتاژ معکوس اعمال نمی‌کند، زیرا ممکن است به LED آسیب برساند.
• سازگاری با چسب‌ها: از چسب‌هایی که بخارات آلی منتشر می‌کنند خودداری کنید، زیرا می‌تواند محفظه سیلیکونی را تغییر رنگ دهد.
• تمیزکاری: در صورت نیاز به تمیزکاری، ایزوپروپیل الکل ایمن است; از حلال‌هایی که به بسته‌بندی حمله می‌کنند خودداری کنید.

9. مقایسه فنی با محصولات رقیب

در مقایسه با سایر LEDهای دو رنگ 1.6×1.6mm، RF-P1S196TS-B51 زاویه دید بسیار وسیعی (140° در مقابل 120° معمول) و مقاومت حرارتی پایین (450°C/W برای این اندازه بسته رقابتی است) ارائه می‌دهد. گزینه‌های بین‌بندی 2 بین طول موج برای زرد و 4 برای زرد-سبز فراهم می‌کند و به مشتریان اجازه می‌دهد محدوده رنگ باریکی را انتخاب کنند. حداکثر رتبه ESD 2kV برای LEDهای تراشه استاندارد است. وجود دستورالعمل‌های صریح در مورد هالوژن و گوگرد نشان‌دهنده مهندسی قابلیت اطمینان قوی است. برخی محصولات رقیب ممکن است بین‌های شدت بالاتری ارائه دهند، اما اغلب به قیمت زاویه دید باریک‌تر یا ولتاژ بالاتر. به طور کلی، این LED عملکرد، اندازه و قابلیت اطمینان را برای نشان‌دهندگی عمومی به خوبی متعادل می‌کند.

10. سوالات متداول

س: آیا می‌توانم هر دو چیپ را همزمان راه‌اندازی کنم؟بله، هر دو چیپ زرد و زرد-سبز می‌توانند به طور مستقل یا همزمان کار کنند. جریان تغذیه کل نباید از حداکثر رتبه‌بندی مطلق برای هر چیپ تجاوز کند.

س: جریان توصیه‌شده برای بهترین طول عمر چیست؟کارکرد در 15-20mA روشنایی خوب و عمر طولانی را تضمین می‌کند. در دمای بالای محیط، کاهش جریان لازم است.

س: چگونه باید محفظه سیلیکونی را مدیریت کنم؟از تماس مستقیم با سطح لنز خودداری کنید; از موچین در کنار بسته استفاده کنید. سیلیکون نرم است و می‌تواند گرد و غبار را جذب کند.

س: اگر کیسه مانع رطوبت باد کرده باشد چه؟اگر کیسه باد کرده باشد، ممکن است ماده خشک‌کننده تمام شده باشد. LEDها را قبل از استفاده در 60±5°C به مدت >24 ساعت پخت کنید.

س: آیا می‌توان از این LED در کاربردهای فضای باز استفاده کرد؟محدوده دمای عملیاتی (40- تا 85+°C) امکان استفاده در فضای باز را فراهم می‌کند، اما باید از قرارگیری مستقیم در معرض UV، رطوبت بالا یا گازهای خورنده خودداری شود. ممکن است پوشش محافظ (کونفورمال) لازم باشد.

11. نمونه کاربرد عملی

نشان‌دهنده وضعیت دو رنگ در ترموستات خانه هوشمند:یک ترموستات جمع‌وجور از LED دو رنگ برای نشان‌دادن وضعیت سیستم استفاده می‌کند: زرد برای گرمایش، زرد-سبز برای سرمایش. زاویه دید وسیع 140° دید از سراسر اتاق را تضمین می‌کند. ردپای کوچک 1.6mm در یک قاب باریک جا می‌شود. ترموستات از یک MCU برای کنترل هر کانال از طریق پایه‌های GPIO مجزا با مقاومت‌های محدودکننده جریان استفاده می‌کند. برای مدیریت گرما، PCB شامل یک پد مسی کوچک در زیر هر LED با ویاس حرارتی است. LED با استفاده از پروفایل استاندارد همراه با سایر قطعات سطحی ریفلو لحیم می‌شود. حساسیت رطوبتی با استفاده از قرقره‌های تازه و بازنشده مدیریت می‌شود. آزمایش عمر بیش از 1000 ساعت در 20mA هیچ تخریبی نشان نداد که قابلیت اطمینان را تأیید می‌کند.

12. اصل عملکرد

این LED دو رنگ دو چیپ LED مجزا را یکپارچه می‌کند: یکی زرد (AlGaInP/GaP، طول موج ~590nm) و یکی زرد-سبز (GaP، طول موج ~570nm) در یک محفظه اپوکسی یا سیلیکونی. هر چیپ دارای اتصالات آند و کاتد مخصوص خود است. هنگامی که جریان رو به جلو از یک چیپ عبور می‌کند، الکترون‌ها و حفره‌ها در پیوند p-n ترکیب می‌شوند و فوتون‌هایی با انرژی متناسب با باند گپ ماده نیمه‌رسانا ساطع می‌کنند. نور از طریق محفظه شفاف استخراج می‌شود. با کنترل جریان به هر چیپ به طور مستقل، می‌توان هر کدام از رنگ‌ها را تولید کرد، یا هر دو را همزمان برای ایجاد رنگ ترکیبی (مثلاً مایل به نارنجی) عمل کرد. زاویه پرتو وسیع از طریق محفظه پخش‌کننده یا طراحی لنز به دست می‌آید.

13. روندهای توسعه

بازار LEDهای دو رنگ SMD به سمت بسته‌های کوچک‌تر (مثلاً 1.0×1.0mm) و کارایی بالاتر در حال تکامل است. مواد جدیدتر مانند InGaN روی سیلیکون برای سبز و آبی در حال توسعه هستند، اما برای زرد و زرد-سبز، AlGaInP به دلیل کارایی بالا غالب باقی می‌ماند. انتظار می‌رود که ادغام چندین چیپ در یک بسته با بین‌بندی دقیق‌تر و تلورانس سخت‌تر رایج شود. علاوه بر این، قابلیت اطمینان بهبودیافته در برابر قرارگیری در معرض گوگرد و هالوژن در حال استاندارد شدن است، همانطور که در محدودیت‌های صریح این دیتاشیت دیده می‌شود. روند به سمت کاربردهای خودرویی و صنعتی نیازمند محدوده دمای عملیاتی گسترده‌تر و مدیریت حرارتی بهبودیافته است که این محصول تا حدودی با دمای اتصال 95°C خود به آن می‌پردازد. طراحی‌های آینده ممکن است شامل پدهای حرارتی مستقیماً زیر چیپ برای کاهش مقاومت حرارتی زیر 300°C/W باشند.