مشخصات فنی LED سبز SMD 1.6x0.8x0.7mm - ولتاژ پیشرو 2.8-3.5V - توان 105mW - طول موج 515-530nm

1. نمای کلی محصول

این یک LED سبز سطحی است که با استفاده از تراشه سبز و با ابعاد فشرده 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm (طول x عرض x ارتفاع) ساخته شده است. این محصول برای نشان‌دهنده‌های نوری عمومی، کلیدها، نمادها و نمایشگرها طراحی شده است. این قطعه دارای زاویه دید بسیار عریض 140 درجه است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به دید در سطح وسیع دارند مناسب می‌سازد. این LED با استاندارد RoHS مطابقت دارد و سطح حساسیت رطوبتی آن سطح 3 است. LED با تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری سازگار است و ادغام آسان در خطوط تولید استاندارد را تضمین می‌کند.

2. تحلیل دقیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی / نوری (در دمای Ts=25°C)

در شرایط آزمایش IF=20mA، LED ویژگی‌های زیر را نشان می‌دهد:

• پهنای نیم‌باند طیفی (∆λ):معمولاً 15nm (حداقل/حداکثر مشخص نشده است).
• ولتاژ پیشرو (VF):بسته به دسته‌بندی از 2.8V تا 3.5V متغیر است. این قطعه به چندین دسته ولتاژی تقسیم شده است: G1 (2.8V-2.9V)، G2 (2.9V-3.0V)، H1 (3.0V-3.1V)، H2 (3.1V-3.2V)، I1 (3.2V-3.3V)، I2 (3.3V-3.4V)، J1 (3.4V-3.5V).
• طول موج غالب (λD):به شش دسته از 515nm تا 530nm تقسیم شده است: D10 (515-517.5nm)، D20 (517.5-520nm)، E10 (520-522.5nm)، E20 (522.5-525nm)، F10 (525-527.5nm)، F20 (527.5-530nm).
• شدت نورانی (IV):به شش دسته از 260mcd تا 900mcd تقسیم شده است: 1AU (260-330mcd)، 1AV (330-430mcd)، 1CG (430-560mcd)، 1CL (560-700mcd)، 1CM (700-900mcd).
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 140°.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10µA در VR=5V.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):حداکثر 450°C/W در IF=20mA.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز (در دمای Ts=25°C)

برای جلوگیری از آسیب دائمی، قطعه نباید از حداکثر مقادیر زیر تجاوز کند:

• توان اتلافی (Pd): 105mW
• جریان پیشرو (IF): 30mA
• حداکثر جریان پیشرو پالسی (IFP): 60mA (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1ms)
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD, HBM): 1000V
• دمای عملیاتی (Topr): -40°C تا +85°C
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg): -40°C تا +85°C
• دمای اتصال (Tj): 95°C

باید دقت شود که توان اتلافی از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند. حداکثر جریان باید پس از اندازه‌گیری دمای بسته‌بندی تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که دمای اتصال از حداکثر نرخ تجاوز نمی‌کند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

LED با کدهای دسته‌بندی برای ولتاژ (VF)، طول موج غالب (WLD) و شدت نورانی (IV) عرضه می‌شود. این امکان را به طراحان می‌دهد تا قطعاتی با ویژگی‌های دقیق برای عملکرد یکنواخت در تولید انبوه انتخاب کنند. کدهای دسته‌بندی روی برچسب قرقره چاپ شده‌اند. توجه داشته باشید که تلرانس اندازه‌گیری برای ولتاژ پیشرو ±0.1V، برای طول موج غالب ±2nm و برای شدت نورانی ±10% است. تمام اندازه‌گیری‌ها تحت شرایط آزمایش استاندارد Refond انجام می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه نوری معمولی بینش ارزشمندی برای طراحی مدار فراهم می‌کنند:

• ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-6):افزایش معمولی ولتاژ پیشرو با افزایش جریان را نشان می‌دهد که برای تعیین ولتاژ محرک مورد نیاز ضروری است.
• جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی (شکل 1-7):نشان می‌دهد که خروجی نوری نسبی تا حداکثر مقدار مجاز تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو افزایش می‌یابد.
• دمای پایه در مقابل شدت نسبی (شکل 1-8):نشان می‌دهد که با افزایش دمای پایه (نقطه لحیم)، شدت نورانی کاهش می‌یابد و بر نیاز به مدیریت حرارتی خوب تأکید دارد.
• دمای پایه در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-9):حداکثر جریان پیشرو مجاز را در دماهای مختلف پایه برای نگه داشتن دمای اتصال زیر 95°C نشان می‌دهد.
• جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب (شکل 1-10):تغییر اندک در طول موج غالب با افزایش جریان را نشان می‌دهد که معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر (تغییر به قرمز) است.
• شدت نسبی در مقابل طول موج (شکل 1-11):توزیع توان طیفی متمرکز در حدود 520-530nm با پهنای نیم‌باند ~15nm را نشان می‌دهد.
• الگوی تشعشع (شکل 1-12):نمودار قطبی زاویه دید عریض 140° را با توزیع شدت نسبتاً یکنواخت تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در بسته‌بندی 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm عرضه می‌شود. نقشه‌های دقیق برای نمای بالا، پایین و کناری ارائه شده است. قطبیت با علامتی روی بسته‌بندی مشخص می‌شود. الگوهای لحیم‌کاری توصیه شده (فوت‌پرینت PCB) برای مونتاژ بهینه ارائه شده است.

5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل با جهت تغذیه مشخص بسته‌بندی می‌شوند. ابعاد کلیدی نوار: عرض 8.0mm، گام 4.0mm، اندازه حفره 1.8mm x 0.92mm. ابعاد قرقره: قطر خارجی 178±1mm، قطر داخلی 60±1mm، قطر مرکز 13±0.5mm. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. برچسب‌های روی قرقره شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کد دسته‌بندی (Φ, XY, VF, WLD)، تعداد و تاریخ است.

5.3 حفاظت رطوبتی و بسته‌بندی جعبه

قرقره‌ها در کیسه‌های مانع رطوبت با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت به صورت خلأ بسته‌بندی می‌شوند. سپس کیسه برای حمل و نقل در جعبه مقوایی قرار می‌گیرد. برچسب جعبه حاوی نکات ایمنی برای قطعات حساس به تخلیه الکترواستاتیک است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ذوبی

پروفایل لحیم‌کاری ذوبی استاندارد بدون سرب توصیه می‌شود:

• پیش‌گرمایش: 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه
• زمان بالای 217°C (TL): حداکثر 60 ثانیه
• دمای اوج (TP): 260°C به مدت حداکثر 10 ثانیه
• خنک‌کاری: حداکثر 6°C/s
• زمان کل از 25°C تا اوج: حداکثر 8 دقیقه

لحیم‌کاری ذوبی نباید بیش از دو بار انجام شود. اگر بین فرآیندهای لحیم‌کاری بیش از 24 ساعت فاصله باشد، LEDها ممکن است رطوبت جذب کرده و آسیب ببینند. در طول حرارت‌دهی از اعمال تنش مکانیکی خودداری کنید.

6.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت استفاده از لحیم‌کاری دستی، دما را کمتر از 300°C به مدت کمتر از 3 ثانیه نگه دارید و فقط یک بار انجام دهید. تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود؛ در صورت اجتناب‌ناپذیر، از هویه دو سر استفاده کنید و از عدم تأثیر بر ویژگی‌های LED اطمینان حاصل کنید. LEDها را روی PCB خمیده نصب نکنید یا پس از لحیم‌کاری برد را خم نکنید. از خنک‌کاری سریع خودداری کنید.

6.3 شرایط ذخیره‌سازی

قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی: در دمای ≤30°C و رطوبت ≤75%RH تا یک سال از تاریخ بسته‌بندی نگهداری شود. پس از باز کردن: در دمای ≤30°C و رطوبت ≤60%RH نگهداری شود و ظرف 168 ساعت مصرف شود. اگر شرایط ذخیره‌سازی نقض شد، قبل از استفاده به مدت حداقل 24 ساعت در دمای 60±5°C خشک کنید.

7. آزمایش‌های قابلیت اطمینان

LED تحت آزمایش‌های استاندارد قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای JEDEC قرار گرفته است:

• لحیم‌کاری ذوبی (260°C، 10 ثانیه، 2 سیکل): 0/1 شکست
• سیکل دمایی (100- تا 100°C، 100 سیکل): 0/1 شکست
• شوک حرارتی (100- تا 100°C، 300 سیکل): 0/1 شکست
• ذخیره‌سازی در دمای بالا (100°C، 1000 ساعت): 0/1 شکست
• ذخیره‌سازی در دمای پایین (40-°C، 1000 ساعت): 0/1 شکست
• آزمون عمر (25°C، IF=20mA، 1000 ساعت): 0/1 شکست

معیارهای شکست: افزایش ولتاژ پیشرو بیش از 10%، جریان معکوس بیش از 2 برابر حد بالای مشخصات، یا شدت نورانی<70% از حد پایین مشخصات.

8. ملاحظات کاربردی

این LED سبز برای نشان‌دهنده‌های نوری، کلیدها، نمادها و نور پس‌زمینه نمایشگرهای عمومی مناسب است. به دلیل زاویه دید عریض، می‌توان از آن در کاربردهایی که نیاز به نوردهی یکنواخت در سطح وسیع است استفاده کرد. طراحان باید با استفاده از یک مقاومت، محدودیت جریان مناسب را اعمال کنند تا از تجاوز به حداکثر مقادیر جلوگیری شود. مدیریت حرارتی حیاتی است: مقاومت حرارتی بالا (450°C/W) به این معنی است که باید دفع حرارت در نظر گرفته شود، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان کار می‌کند. LED نباید در معرض محیط‌هایی با محتوای گوگرد بالا (بیش از 100ppm)، ترکیبات برم/کلر (منفرد<900ppm، مجموع<1500ppm) یا ترکیبات آلی فرار که ممکن است از مواد فیکسچر خارج شوند، قرار گیرد. از چسب‌های حاوی بخار آلی باید خودداری شود. محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک در هنگام جابجایی ضروری است. مدار محرک باید به گونه‌ای طراحی شود که ولتاژ پیشرو فقط در حالت روشن یا خاموش اعمال شود؛ ولتاژ معکوس می‌تواند باعث مهاجرت و آسیب شود.

9. نمونه‌های طراحی

یک کاربرد معمولی: استفاده از چهار عدد از این LEDهای سبز در یک پنل نشانگر وضعیت، که هر یک با جریان 15mA تغذیه می‌شوند. با منبع تغذیه 5V، یک مقاومت سری 120Ω (برای VF≈3.0V) مناسب خواهد بود. زاویه دید عریض دید از هر جهتی را تضمین می‌کند. برای نور پس‌زمینه یک نماد کوچک، LED را می‌توان در یک حفره بازتابنده قرار داد تا یکنواختی بهینه شود. طراح باید تغییرات دسته‌بندی را در نظر بگیرد: سفارش یک دسته خاص (مثلاً VF=H1, WLD=E10, IV=1CG) روشنایی و رنگ یکنواخت را در بین واحدها تضمین می‌کند.

10. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای سبز سوراخ‌دار معمولی، این بسته SMD ارتفاع کمتری و سازگاری بهتری با مونتاژ خودکار دارد. زاویه دید عریض آن (140°) از گزینه‌های معمول 120° فراتر می‌رود و آن را برای کاربردهای نشانگری که نیاز به دید در زاویه عریض دارند مفید می‌سازد. سیستم دسته‌بندی امکان کنترل دقیق‌تری بر رنگ و روشنایی نسبت به قطعات بدون دسته‌بندی فراهم می‌کند و یکنواختی محصول نهایی را بهبود می‌بخشد.

11. سوالات متداول

س: آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان 30mA تغذیه کنم؟پ: بله، اما باید اطمینان حاصل کنید که دمای اتصال از 95°C تجاوز نمی‌کند. در حداکثر جریان، مقاومت حرارتی 450°C/W باعث گرمایش قابل توجهی می‌شود؛ سطح مسی کافی PCB یا دفع حرارت توصیه می‌شود.

س: طول موج دقیق این LED چقدر است؟پ: به دسته‌بندی بستگی دارد. دسته‌های موجود از 515nm تا 530nm متغیر هستند. رایج‌ترین دسته (E10) 520-522.5nm است.

س: چند سیکل لحیم‌کاری ذوبی را می‌تواند تحمل کند؟پ: حداکثر دو سیکل. اگر بین سیکل‌ها بیش از 24 ساعت فاصله باشد، برای جلوگیری از آسیب رطوبتی، خشک‌کاری لازم است.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟پ: محدوده دمای عملیاتی 40-°C تا +85°C است، اما اطمینان حاصل کنید که دمای محیط از 85°C تجاوز نمی‌کند. همچنین از قرار گرفتن در معرض گوگرد و رطوبت بالا بدون پوشش محافظ مناسب خودداری کنید.

12. اصول پایه

انتشار نور در این LED بر اساس الکترولومینسانس یک تراشه نیمه‌هادی سبز از گروه III-V (احتمالاً بر پایه سیستم مواد InGaN/GaN) است. تراشه هنگامی که الکترون‌ها با حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند، فوتون ساطع می‌کند. طول موج اوج توسط انرژی شکاف باند چاه‌های کوانتومی تعیین می‌شود. زاویه دید عریض با طراحی بسته‌بندی به دست می‌آید که معمولاً از یک لنز اپوکسی شفاف با سطح بالایی صاف برای پراکندگی نور به شکل لمبرتی استفاده می‌کند. مقاومت حرارتی پایین برای دفع گرما از تراشه به پدهای لحیم‌کاری حیاتی است.

13. روندهای صنعت

روند در LEDهای SMD به سمت بسته‌بندی‌های کوچک‌تر (مانند 0603، 0402) با راندمان بالاتر و عملکرد حرارتی بهتر است. این بسته 1.6x0.8mm یک فوت‌پرینت رایج (مشابه اندازه SMD 0603) است. تحولات آینده ممکن است شامل کوچک‌سازی بیشتر، بهبود ثبات رنگ و محافظت یکپارچه ESD باشد. استفاده از LEDهای سبز تبدیل‌شده با فسفر برای تولید نور سفید نیز در حال افزایش است، اما این محصول یک گسیل‌کننده مستقیم سبز است که برای کاربردهای تک‌رنگ مناسب است.