مشخصات LED سبز 2.0x1.25x0.7 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 2.8-3.5 ولت - توان 105 میلی‌وات - طول موج 515-530 نانومتر - سند فنی فارسی

1. نمای کلی محصول

این مشخصات، LED سبز مدل SMD RF-GNB170TS-CF را توصیف می‌کند که با استفاده از چیپ سبز و در ابعاد فشرده 2.0mm × 1.25mm × 0.7mm ساخته شده است. این محصول برای نشان‌دهنده‌های نوری عمومی، نور پس‌زمینه سوئیچ و نمادها و سایر کاربردهای نمایشی متداول طراحی شده است. LED دارای زاویه دید بسیار گسترده (معمولاً 140 درجه) است و برای کلیه فرآیندهای مونتاژ و لحیم‌کاری SMT مناسب می‌باشد. این قطعه مطابق با سطح حساسیت رطوبتی 3 و مطابق با RoHS است.

2. ویژگی‌های نوری و الکتریکی

2.1 ولتاژ پیشرو (VF)

در جریان تست 20 میلی‌آمپر، ولتاژ پیشرو به چند گروه دسته‌بندی می‌شود: G1 (2.8-2.9 ولت)، G2 (2.9-3.0 ولت)، H1 (3.0-3.1 ولت)، H2 (3.1-3.2 ولت)، I1 (3.2-3.3 ولت)، I2 (3.3-3.4 ولت)، J1 (3.4-3.5 ولت). ولتاژ پیشرو معمولی مشخص نشده است اما در این محدوده‌ها قرار می‌گیرد. تلورانس اندازه‌گیری ±0.1 ولت است.

2.2 طول موج غالب (λD)

طول موج غالب در 20 میلی‌آمپر از 515.0nm تا 530nm متغیر است که به گروه‌های زیر دسته‌بندی می‌شود: D10 (515.0-517.5nm)، D20 (517.5-520.0nm)، E10 (520.0-522.5nm)، E20 (522.5-525.0nm)، F10 (525.0-527.5nm)، F20 (527.5-530nm). این محدوده با رنگ سبز مطابقت دارد. تلورانس اندازه‌گیری ±2nm است.

2.3 شدت نور (IV)

شدت نور در 20 میلی‌آمپر به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود: 1AU (260-330 میلی‌کاندلا)، 1AV (330-430 میلی‌کاندلا)، 1CG (430-560 میلی‌کاندلا)، 1CL (560-700 میلی‌کاندلا)، 1CM (700-900 میلی‌کاندلا). زاویه نیمه توان معمولی 140 درجه است. تلورانس اندازه‌گیری ±10%.

2.4 سایر پارامترهای نوری

پهنای باند طیفی نیمه (Δλ) معمولاً 15nm است. جریان معکوس (IR) در VR=5V کمتر از 10μA است. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (RthJ-S) در 20 میلی‌آمپر 450°C/W است.

3. حداکثر رتبه‌بندی مطلق

حداکثر اتلاف توان 105 میلی‌وات، جریان پیشرو 30 میلی‌آمپر (DC)، جریان پیشرو پیک 60 میلی‌آمپر (با چرخه وظیفه 1/10، پالس 0.1ms) است. تحمل تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 1000 ولت است. محدوده دمای کاری 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد، دمای ذخیره‌سازی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد و حداکثر دمای اتصال 95 درجه سانتی‌گراد است. باید دقت شود که اتلاف توان از حداکثر رتبه‌بندی مطلق تجاوز نکند.

4. سیستم دسته‌بندی

4.1 دسته‌بندی طول موج

شش گروه طول موج غالب از 515nm تا 530nm (D10، D20، E10، E20، F10، F20) موجود است. هر گروه یک محدوده 2.5nm را پوشش می‌دهد که امکان انتخاب رنگ سبز خاص را فراهم می‌کند.

4.2 دسته‌بندی شدت نور

پنج گروه شدت نور از 260 میلی‌کاندلا تا 900 میلی‌کاندلا (1AU، 1AV، 1CG، 1CL، 1CM) را پوشش می‌دهند. گروه‌های بالاتر نشان‌دهنده قطعات روشن‌تر هستند.

4.3 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو

هفت گروه ولتاژ از 2.8 ولت تا 3.5 ولت (G1، G2، H1، H2، I1، I2، J1) را پوشش می‌دهند. این امکان تطبیق LED‌ها در مدارهای سری/موازی برای روشنایی یکنواخت را فراهم می‌کند.

5. منحنی‌های عملکرد معمولی

5.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی نشان می‌دهد که ولتاژ پیشرو از حدود 2.5 ولت در 5 میلی‌آمپر به بیش از 3.0 ولت در 30 میلی‌آمپر افزایش می‌یابد که برای LED‌های سبز InGaN معمول است.

5.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو تا 30 میلی‌آمپر افزایش می‌یابد و در جریان‌های بالاتر اشباع جزئی رخ می‌دهد.

5.3 اثرات دما

شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد؛ در 100 درجه سانتی‌گراد به حدود 70% مقدار در 25 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. همچنین حداکثر جریان پیشرو مجاز با افزایش دمای پایه کاهش می‌یابد، از 30 میلی‌آمپر در 25 درجه سانتی‌گراد تا نزدیک صفر در 120 درجه سانتی‌گراد.

5.4 طول موج در مقابل جریان پیشرو

طول موج غالب به دلیل اثرات پر شدن باند کمی تغییر می‌کند (از ~521nm در 10mA به ~527nm در 30mA). این شیفت آبی با افزایش جریان برای LED‌های InGaN معمول است.

5.5 طیف و الگوی تابش

توزیع طیفی دارای پیک در حدود 520-530nm با پهنای باند نیمه ~15nm است. نمودار تابش زاویه دید گسترده 140 درجه را نشان می‌دهد که شدت نسبی در ±70 درجه به 50% کاهش می‌یابد.

6. جزئیات بسته‌بندی مکانیکی و ابعاد

بسته‌بندی 2.00mm × 1.25mm × 0.70mm (تلورانس ±0.2mm) است. نمای بالا یک شکل مستطیلی با گوشه‌های پخ (R0.20) را نشان می‌دهد. نمای پایین قطبیت را نشان می‌دهد (پد 1 کاتد، پد 2 آند است). الگوی لحیم‌کاری یک پد 3.2mm × 1.2mm با فاصله 0.8mm را توصیه می‌کند. ابعاد الگوی لحیم‌کاری توصیه شده در دیتاشیت ارائه شده است.

7. راهنمای لحیم‌کاری و جابجایی

7.1 پروفایل لحیم‌کاری رفلاو

منحنی رفلاو توصیه شده: پیش‌گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه؛ نرخ افزایش دما ≤3°C/s؛ زمان بالای 217°C (TL) 60-120 ثانیه؛ دمای پیک 260°C برای حداکثر 10 ثانیه؛ نرخ خنک‌سازی ≤6°C/s. زمان کل از 25°C تا پیک ≤8 دقیقه. حداکثر دو سیکل رفلاو. در حین گرمایش فشار مکانیکی وارد نکنید.

7.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

دمای هویه لحیم‌کاری دستی باید کمتر از 300°C و برای کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار باشد. در صورت نیاز به تعمیر، از هویه دو سر استفاده کنید. از خنک‌سازی سریع پس از لحیم‌کاری خودداری کنید.

7.3 احتیاطات

LED‌ها را روی بخش‌های تاب خورده PCB نصب نکنید. در حین خنک‌سازی نیروی مکانیکی یا لرزش وارد نکنید. از قرار دادن LED‌ها در معرض ترکیبات حاوی گوگرد خودداری کنید (حد<100ppm برای گوگرد). محتوای برم و کلر در مواد خارجی باید هر کدام<900ppm و مجموع<1500ppm باشد. از چسب‌های گازده خودداری شود. حمل و نقل با رعایت ESD الزامی است.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

مقدار بسته‌بندی: 4000 قطعه در هر قرقره. ابعاد نوار حامل: عرض 8mm، گام 4mm، با نوار پوششی. قطر قرقره 178mm ±1mm، هاب 60mm ±0.1mm. کیسه مانع رطوبت با خشک‌کننده برای قطعات حساس به رطوبت سطح 3 استفاده می‌شود. برچسب‌ها شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کدهای بسته‌بندی برای فلاکس، کروماتیسیته، ولتاژ پیشرو، طول موج، مقدار و تاریخ است.

9. داده‌های تست قابلیت اطمینان

تست‌های قابلیت اطمینان مطابق با استانداردهای JEDEC انجام می‌شود: رفلاو (260°C، 10 ثانیه، 2 بار) – 22 قطعه؛ چرخه دما (40- تا 100°C، توقف 30 دقیقه، 100 چرخه) – 22 قطعه؛ شوک حرارتی (40- تا 100°C، توقف 15 دقیقه، 300 چرخه) – 22 قطعه؛ ذخیره‌سازی در دمای بالا (100°C، 1000 ساعت) – 22 قطعه؛ ذخیره‌سازی در دمای پایین (40-°C، 1000 ساعت) – 22 قطعه؛ تست عمر (Ta=25°C، IF=20mA، 1000 ساعت) – 22 قطعه. معیار پذیرش: ولتاژ پیشرو نباید از 1.1×USL تجاوز کند، جریان معکوس نباید از 2×USL تجاوز کند، شار نوری نباید از 0.7×LSL کمتر شود.

10. نکات کاربردی

10.1 کاربردهای معمول

ایده‌آل برای نشان‌دهنده‌های نوری، نور پس‌زمینه سوئیچ و نمادها، روشنایی عمومی در لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی و روشنایی داخلی خودرو.

10.2 طراحی حرارتی

اتلاف حرارت برای جلوگیری از تجاوز دمای اتصال از 95°C حیاتی است. مساحت کافی مس PCB و ویای حرارتی توصیه می‌شود. مقاومت حرارتی 450°C/W نشان‌دهنده بسته‌بندی کوچک است؛ مدیریت حرارتی خوب برای عملکرد با جریان بالا ضروری است.

10.3 ملاحظات طراحی مدار

هر LED باید مقاومت محدودکننده جریان داشته باشد. حفاظت در برابر ولتاژ معکوس (مانند دیود موازی) برای جلوگیری از آسیب ناشی از بایاس معکوس لازم است. تغییرات ولتاژ پیشرو بین گروه‌ها باید هنگام طراحی زنجیره‌های سری در نظر گرفته شود.

11. مقایسه با LED‌های سبز جایگزین

این بسته‌بندی 2.0x1.25 میلی‌متری یک ردپای فشرده با زاویه دید گسترده 140 درجه ارائه می‌دهد که از بسیاری از گزینه‌های استاندارد 0603 (1.6x0.8mm) یا 0805 (2.0x1.25mm) که معمولاً زاویه دید 120 درجه دارند، گسترده‌تر است. پوشش طول موج (515-530nm) هر دو ناحیه سبز خالص و سبز-زرد را پوشش می‌دهد که برای مطابقت با نیازهای رنگی خاص مناسب است. محدوده شدت تا 900 میلی‌کاندلا روشنایی کافی برای کاربردهای نشان‌دهنده فراهم می‌کند. با این حال، مقاومت حرارتی در مقایسه با LED‌های بسته‌بندی بزرگتر نسبتاً بالا است؛ مدیریت حرارتی دقیق مورد نیاز است.

12. سوالات متداول

سوال: آیا می‌توان این LED را به طور مداوم با جریان 30 میلی‌آمپر تغذیه کرد؟
پاسخ: بله، اما فقط در صورتی که دمای اتصال زیر 95°C باقی بماند. هیت‌سینک مناسب لازم است. در دماهای بالای محیط، کاهش رتبه ضروری است.

سوال: عمر ذخیره‌سازی قبل از باز کردن کیسه مهر و موم شده چقدر است؟
پاسخ: تا 1 سال در کیسه اصلی در دمای 30°C و رطوبت 75%RH. پس از باز شدن، باید ظرف 168 ساعت در دمای 30°C و رطوبت 60%RH استفاده شود، در غیر این صورت پخت مورد نیاز است (60°C به مدت 24 ساعت).

سوال: منظور از "پهنای باند طیفی نیمه" 15nm چیست؟
پاسخ: این نشان‌دهنده پهنای کامل در نصف بیشینه طیف گسیل است. باند باریک‌تر به معنای رنگ خالص‌تر است؛ 15nm برای LED‌های سبز InGaN معمول است.

سوال: آیا می‌توان از LED در کاربردهای خارج از ساختمان استفاده کرد؟
پاسخ: محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد برای بسیاری از کاربردهای خارج از ساختمان مناسب است، اما قرار گرفتن مستقیم در معرض رطوبت بالا (>75%RH) بدون پوشش محافظ ممکن است بر قابلیت اطمینان تأثیر بگذارد. آلودگی به گوگرد و هالوژن باید اجتناب شود.

13. مثال عملی از کاربرد

در یک پنل کنترل خانه هوشمند، چندین LED سبز برای نشان دادن وضعیت دستگاه استفاده می‌شود. استفاده از گروه F10 (525-527.5nm، 560-700mcd) یک نور پس‌زمینه سبز یکنواخت فراهم می‌کند. یک مقاومت سری 150Ω برای منبع تغذیه 5 ولت جریان را به 20 میلی‌آمپر محدود می‌کند. زاویه دید گسترده 140 درجه خوانایی از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. بسته‌بندی فشرده 2.0x1.25mm امکان قرارگیری متراکم روی PCB کوچک را فراهم می‌کند. حساسیت رطوبتی سطح 3 LED نیاز به پخت دارد اگر مونتاژ پنل ظرف 168 ساعت پس از باز کردن کیسه مانع رطوبت تکمیل نشود.

14. اصل کار

این LED SMD بر پایه چیپ سبز InGaN (ایندیوم-گالیم-نیترید) است. هنگامی که بایاس مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در لایه فعال بازترکیب شده و فوتون‌هایی با انرژی متناظر با طول موج سبز (515-530nm) گسیل می‌کنند. چیپ در یک لنز شفاف سیلیکونی یا اپوکسی محصور شده است که برای استخراج کارآمد نور و ارائه زاویه پرتو گسترده طراحی شده است. بسته‌بندی از طراحی استاندارد SMT با دو پد لحیم برای اتصال الکتریکی استفاده می‌کند.

15. روندهای فناوری

LED‌های سبز مبتنی بر InGaN بهبود مستمری در بازده داشته‌اند. روندهای اخیر شامل بازده نوری بالاتر (>200 lm/W برای قطعات ممتاز)، پهنای باند طیفی باریک‌تر برای خلوص رنگ بهتر و بسته‌بندی‌های کوچک‌تر برای کوچک‌سازی است. این محصول نشان‌دهنده یک فناوری بالغ مناسب برای تولید انبوه حساس به هزینه است. تحولات آینده ممکن است شامل مدیریت حرارتی بهتر در همان ردپا و افزایش استحکام ESD باشد.