فهرست مطالب
- ۱. مرور کلی محصول
- ۲. ویژگیهای نوری و الکتریکی
- ۲.۱ ولتاژ پیشرو (VF)
- ۲.۲ طول موج غالب (λD)
- ۲.۳ شدت نور (IV)
- ۲.۴ سایر پارامترها
- ۳. سیستم دستهبندی
- ۴. منحنیهای ویژگیهای نوری معمولی
- ۴.۱ ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- ۴.۲ شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو
- ۴.۳ دمای پین در مقابل شدت نسبی
- ۴.۴ دمای پین در مقابل جریان پیشرو
- ۴.۵ جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب
- ۴.۶ شدت نسبی در مقابل طول موج
- ۴.۷ الگوی تابش
- ۵. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- ۵.۱ ابعاد بسته
- ۵.۲ نوار حامل و قرقره
- ۵.۳ اطلاعات برچسب
- ۶. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- ۶.۱ پروفایل لحیمکاری ریفلو
- ۶.۲ لحیمکاری دستی
- ۶.۳ نگهداری و مدیریت رطوبت
- ۷. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- ۸. توصیههای کاربردی
- ۹. اقدامات احتیاطی در هنگام جابجایی
- ۱۰. قابلیت اطمینان و کیفیت
- اصطلاحات مشخصات LED
- عملکرد نوربرقی
- پارامترهای الکتریکی
- مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
- بسته بندی و مواد
- کنترل کیفیت و دسته بندی
- آزمون و گواهینامه
۱. مرور کلی محصول
این LED تراشه سبز با استفاده از تراشه LED سبز با بازدهی بالا ساخته شده و در بستهبندی مینیاتوری نصب سطحی به ابعاد ۱.۶×۰.۸×۰.۴ میلیمتر محصور شده است. این قطعه دارای محدوده طول موج غالب ۵۲۵ تا ۵۳۵ نانومتر بوده و برای انواع کاربردهای نشانگر و نمایش مناسب است. با زاویه دید بسیار گسترده ۱۴۰ درجه و ولتاژ پیشرو پایین از ۲.۳ ولت شروع میشود و عملکرد نوری عالی برای مصارف عمومی ارائه میدهد.
LED برای مونتاژ خودکار SMT طراحی شده و با فرآیندهای استاندارد لحیمکاری ریفلو سازگار است. سطح حساسیت به رطوبت آن (MSL 3) و کاملاً مطابق با RoHS است. حداکثر رتبههای مطلق شامل توان اتلافی ۶۰ میلیوات، جریان پیشرو ۲۰ میلیآمپر (اوج ۶۰ میلیآمپر) و محدوده دمای کاری از ۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتیگراد میباشد.
۲. ویژگیهای نوری و الکتریکی
جدول زیر پارامترهای کلیدی نوری و الکتریکی را در دمای محیط ۲۵ درجه سانتیگراد و جریان تست ۲ میلیآمپر (مگر در موارد ذکر شده) خلاصه میکند.
۲.۱ ولتاژ پیشرو (VF)
ولتاژ پیشرو به چند زیرمحدوده (D2, E1, E2, F1, F2, G1, G2) با مقادیر معمولی از ۲.۳ ولت تا ۲.۹ ولت و حداکثر از ۲.۴ تا ۳.۰ ولت دستهبندی میشود. کد دسته دقیق به ولتاژ اندازهگیری شده در IF=2mA بستگی دارد.
۲.۲ طول موج غالب (λD)
طول موج غالب به چهار دسته تقسیم میشود: F10 (525-527.5nm)، F20 (527.5-530nm)، G10 (530-532.5nm) و G20 (532.5-535nm). پهنای نیمباند طیفی (Δλ) معمولاً ۱۵ نانومتر است.
۲.۳ شدت نور (IV)
شدت نور در دستههای از FD0 (90-100 mcd) تا 1FS (150-160 mcd) در IF=2mA مرتب میشود. تلورانس اندازهگیری ±۱۰٪ است.
۲.۴ سایر پارامترها
زاویه دید (۲θ۱/۲) ۱۴۰ درجه (معمولی) است. جریان معکوس (IR) در VR=5V ≤۱۰ میکروآمپر است. مقاومت حرارتی (RTHJ-S) ≤۴۵۰ درجه سانتیگراد بر وات است.
۳. سیستم دستهبندی
محصول بر اساس ولتاژ پیشرو، طول موج غالب و شدت نور دستهبندی میشود. کدهای دسته روی برچسب قرقره همانطور که در بخش بستهبندی نشان داده شده است، درج میشود. مشتریان باید ترکیب دسته مورد نیاز را هنگام سفارش مشخص کنند تا از یکنواختی در کاربرد خود اطمینان حاصل شود.
۴. منحنیهای ویژگیهای نوری معمولی
برگه داده چندین منحنی ویژگی را برای کمک به طراحان در درک رفتار قطعه در شرایط مختلف ارائه میدهد.
۴.۱ ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
در جریان کم (زیر ۵ میلیآمپر)، ولتاژ پیشرو به شدت افزایش مییابد. این منحنی یک رابطه غیرخطی معمول دیودها را نشان میدهد. در ۲۰ میلیآمپر، ولتاژ پیشرو تقریباً ۳.۰ ولت (معمولی برای تراشههای سبز) است.
۴.۲ شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو
شدت نور نسبی به طور خطی با جریان پیشرو تا حدود ۲۰ میلیآمپر افزایش مییابد و پس از آن اشباع آغاز میشود. این منحنی برای تعیین جریان رانش بهینه برای یک نیاز روشنایی مشخص مفید است.
۴.۳ دمای پین در مقابل شدت نسبی
با افزایش دمای محیط، شدت نسبی کاهش مییابد. در ۱۰۰ درجه سانتیگراد، شدت به حدود ۰.۸۵ مقدار در ۲۵ درجه سانتیگراد کاهش مییابد. مدیریت حرارتی برای حفظ خروجی نور ثابت حیاتی است.
۴.۴ دمای پین در مقابل جریان پیشرو
حداکثر جریان پیشرو باید در دمای بالای پین کاهش یابد. ناحیه عملیاتی ایمن در منحنی تعریف شده است؛ برای مثال، در ۱۰۰ درجه سانتیگراد جریان مجاز پیشرو به حدود ۱۰ میلیآمپر کاهش مییابد.
۴.۵ جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب
افزایش جریان پیشرو از ۰ به ۳۰ میلیآمپر باعث تغییر جزئی در طول موج غالب (حدود ۲-۳ نانومتر به سمت طول موجهای بلندتر) به دلیل گرمایش محل اتصال میشود. این اثر باید در کاربردهای حساس به رنگ در نظر گرفته شود.
۴.۶ شدت نسبی در مقابل طول موج
طیف یک قله انتشار باریک در حدود ۵۲۷ نانومتر (معمولی برای سبز) را نشان میدهد. پهنای کامل در نیمه حداکثر (FWHM) حدود ۱۵ نانومتر است که خلوص رنگی خوبی را فراهم میکند.
۴.۷ الگوی تابش
نمودار تابش قطبی یک توزیع گسترده به سبک لمبرتی با نصف شدت در تقریباً ±۷۰ درجه را نشان میدهد. این ویژگی LED را برای کاربردهایی که نیاز به نورپردازی گسترده دارند مناسب میسازد.
۵. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
۵.۱ ابعاد بسته
بسته LED دارای ابعاد ۱.۶ میلیمتر (طول) × ۰.۸ میلیمتر (عرض) × ۰.۴ میلیمتر (ارتفاع) است. تلورانسها مگر در موارد ذکر شده ±۰.۲ میلیمتر میباشد. نمای بالا دو پد الکتریکی (پد ۱ و پد ۲) با ابعاد ۰.۲۲×۰.۷۰ میلیمتر را نشان میدهد. نمای پایین علامت قطبیت (پد آند بزرگتر) را نشان میدهد. الگوی لحیمکاری توصیه شده با ابعاد پد ۰.۸×۰.۸ میلیمتر با فاصله ۲.۴ میلیمتر ارائه شده است.
۵.۲ نوار حامل و قرقره
LEDها در نوار حامل با عرض ۸ میلیمتر، گام ۴ میلیمتر و اندازه حفره مناسب برای بسته ۱.۶×۰.۸ میلیمتر بستهبندی میشوند. نوار شامل علامتهای قطبیت و یک نوار پوشش بالایی است. هر قرقره ۴۰۰۰ قطعه را در خود جای میدهد. قطر خارجی قرقره ۱۷۸±۱ میلیمتر، قطر توپی ۶۰±۱ میلیمتر و عرض نوار ۸.۰±۰.۱ میلیمتر است.
۵.۳ اطلاعات برچسب
برچسب قرقره شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره سری ساخت، کد دسته (شار نوری، رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج)، تعداد و کد تاریخ است. برچسب روی قرقره و همچنین روی کیسه مانع رطوبت چسبانده میشود.
۶. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
۶.۱ پروفایل لحیمکاری ریفلو
پروفایل ریفلو توصیه شده مطابق با استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی: نرخ افزایش دما ≤۳ درجه سانتیگراد بر ثانیه، پیش گرمایش از ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۶۰-۱۲۰ ثانیه، زمان بالای ۲۱۷ درجه سانتیگراد (TL) به مدت ۶۰-۱۵۰ ثانیه، دمای اوج (TP) ۲۶۰ درجه سانتیگراد با حداکثر زمان ۱۰ ثانیه در محدوده ۵ درجه سانتیگراد از TP، و نرخ خنکسازی ≤۶ درجه سانتیگراد بر ثانیه. کل زمان از ۲۵ درجه سانتیگراد تا اوج نباید از ۸ دقیقه تجاوز کند. تنها دو بار عبور ریفلو مجاز است.
۶.۲ لحیمکاری دستی
در صورت نیاز به لحیمکاری دستی، دمای هویه باید ≤۳۰۰ درجه سانتیگراد و زمان تماس ≤۳ ثانیه باشد. تنها یک عملیات لحیمکاری دستی مجاز است.
۶.۳ نگهداری و مدیریت رطوبت
LEDها در یک کیسه مانع رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت نگهداری میشوند. قبل از باز کردن کیسه، شرایط نگهداری ≤۳۰ درجه سانتیگراد و ≤۷۵٪ رطوبت نسبی تا یک سال است. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف ۱۶۸ ساعت در ≤۳۰ درجه سانتیگراد و ≤۶۰٪ رطوبت نسبی استفاده شوند. اگر زمان نگهداری بیش از حد مجاز باشد یا نشانگر رطوبت وجود رطوبت را نشان دهد، LEDها باید قبل از استفاده در دمای ۶۰±۵ درجه سانتیگراد به مدت حداقل ۲۴ ساعت پخته شوند.
۷. اطلاعات بستهبندی و سفارش
واحد بستهبندی استاندارد یک قرقره ۴۰۰۰ عددی است. قرقرهها در کیسههای مانع رطوبت مهر و موم شده و همراه با برچسبهایی که کدهای دسته را نشان میدهد، بستهبندی میشوند. چندین قرقره در جعبههای مقوایی بستهبندی میشوند. هنگام سفارش، مشتریان باید کدهای دسته مورد نیاز برای ولتاژ پیشرو، طول موج و شدت را مشخص کنند تا از یکنواختی محصول اطمینان حاصل شود.
۸. توصیههای کاربردی
این LED سبز برای نشانگرهای نوری، کلیدها، نمادها، نمایشگرها و نورپردازی عمومی مناسب است. طراحان باید مدیریت حرارتی را در نظر بگیرند: دمای محل اتصال نباید از ۹۵ درجه سانتیگراد تجاوز کند و توان اتلافی باید زیر ۶۰ میلیوات نگه داشته شود. یک مقاومت محدودکننده جریان برای جلوگیری از افزایش ناگهانی جریان به دلیل تغییرات ولتاژ الزامی است. این LED به تخلیه الکترواستاتیک حساس است (HBM 1000V)؛ در حین جابجایی باید از حفاظت ESD مناسب استفاده شود.
۹. اقدامات احتیاطی در هنگام جابجایی
از اعمال فشار مکانیکی به لنز سیلیکونی خودداری کنید. از ابزار مناسب برای برداشتن و قرار دادن LED از کناره استفاده کنید. سطح لنز را مستقیماً لمس نکنید. محیط باید دارای محتوای گوگرد کم باشد (<۱۰۰ ppm) برای جلوگیری از تغییر رنگ. محتوای برم و کلر در مواد اطراف باید به ترتیب<۹۰۰ ppm و مجموع<۱۵۰۰ ppm باشد. ترکیبات آلی فرار (VOCs) میتوانند پوشش سیلیکونی را تخریب کنند؛ از چسبهایی که بخارات آلی منتشر میکنند خودداری کنید.
۱۰. قابلیت اطمینان و کیفیت
محصول تحت آزمایشهای قابلیت اطمینان شامل ریفلو (۲۶۰ درجه سانتیگراد، ۱۰ ثانیه، ۲ سیکل)، چرخه دمایی (۴۰- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۱۰۰ سیکل)، شوک حرارتی (۴۰- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۳۰۰ سیکل)، نگهداری در دمای بالا (۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۱۰۰۰ ساعت)، نگهداری در دمای پایین (۴۰- درجه سانتیگراد، ۱۰۰۰ ساعت) و تست عمر (۲۵ درجه سانتیگراد، ۲ میلیآمپر، ۱۰۰۰ ساعت) قرار میگیرد. معیارهای پذیرش: تغییر ولتاژ پیشرو ≤۱.۱ برابر حد بالای مشخصات، جریان معکوس ≤۲ برابر حد بالای مشخصات، و شدت نور ≥۰.۷ برابر حد پایین مشخصات.
اطلاعات فنی ارائه شده بر اساس ویژگیهای معمولی است و تضمینی برای کاربردهای خاص محسوب نمیشود. کاربران نهایی باید عملکرد را در شرایط سیستم خود تأیید کنند.
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. |