فهرست مطالب
- 1. توضیحات و ویژگیهای کلیدی
- 1.1 توضیحات کلی
- 1.2 ویژگیها
- 1.3 کاربردها
- 2. ابعاد بستهبندی و الگوهای لحیمکاری
- 2.1 ابعاد مکانیکی
- 3. مشخصات الکتریکی و نوری
- 3.1 تعریف پارامترها
- 3.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 4. منحنیهای مشخصات نوری معمولی
- 4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- 4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
- 4.3 دمای پایه در مقابل شدت نسبی
- 4.4 دمای پایه در مقابل جریان پیشرو
- 4.5 جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب
- 4.6 شدت نسبی در مقابل طول موج
- 4.7 الگوی تابش
- 5. اطلاعات بستهبندی
- 5.1 مشخصات بستهبندی
- 5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره
- 5.3 اطلاعات برچسب
- 5.4 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
- 5.5 موارد و شرایط آزمون قابلیت اطمینان
- 5.6 معیارهای خرابی
- 6. دستورالعمل لحیمکاری ریفلو SMT
- 6.1 پارامترهای پروفایل ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
- 7. نکات احتیاطی در حمل و ذخیرهسازی
- 7.1 ملاحظات زیستمحیطی
- 7.2 حمل مکانیکی
- 7.3 شرایط ذخیرهسازی
- 7.4 ESD و طراحی مدار
- 7.5 تمیزکاری
- اصطلاحات مشخصات LED
- عملکرد نوربرقی
- پارامترهای الکتریکی
- مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
- بسته بندی و مواد
- کنترل کیفیت و دسته بندی
- آزمون و گواهینامه
1. توضیحات و ویژگیهای کلیدی
1.1 توضیحات کلی
این محصول LED، یک LED SMD سبز-زرد است که با استفاده از تراشه سبز-زرد ساخته شده است. ابعاد بستهبندی 3.2mm x 1.6mm x 0.7mm میباشد. این LED برای مونتاژ سطحی طراحی شده و با فرآیندهای استاندارد SMT سازگار است.
1.2 ویژگیها
- زاویه دید بسیار عریض 140 درجه.
- مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیمکاری SMT.
- سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3 (MSL 3).
- مطابق با RoHS.
1.3 کاربردها
- نشانگرهای نوری.
- سوئیچها، نمادها و نمایشگرها.
- روشنایی عمومی و تابلوسازی.
2. ابعاد بستهبندی و الگوهای لحیمکاری
2.1 ابعاد مکانیکی
بسته LED به ابعاد 3.20mm x 1.60mm x 0.70mm (طول x عرض x ارتفاع) میباشد. نمای بالا یک طرح مستطیلی را نشان میدهد. نمای پایین یک پد آند بزرگ (پد 2) و یک پد کاتد کوچکتر (پد 1) را نشان میدهد. نمای جانبی ارتفاع کل را نشان میدهد. قطبیت بر روی سطح بالایی علامتگذاری شده است. چیدمان پد لحیم توصیه شده با ابعاد خاص ارائه شده است: یک پد مرکزی به ابعاد 1.50mm x 1.60mm برای پد بزرگ، و دو پد جانبی به ابعاد 0.30mm x 1.60mm برای پایانههای دیگر. تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس ±0.2mm هستند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
شکلهای 1-1 تا 1-5 نمای بالا، پایین، جانبی، علامت قطبیت و الگوی لحیمکاری توصیه شده را نشان میدهند.
3. مشخصات الکتریکی و نوری
3.1 تعریف پارامترها
در شرایط آزمون IF=20mA و Ts=25°C، LED ویژگیهای زیر را نشان میدهد:
- پهنای نیمباند طیفی (Δλ):معمولی 15nm.
- ولتاژ پیشرو (VF):به سه دسته تقسیم شده است: B0 (1.8-2.0V)، C0 (2.0-2.2V)، D0 (2.2-2.4V). مقادیر معمولی در این محدودهها متغیر است.
- طول موج غالب (λD):به پنج دسته از 562.5nm تا 575nm تقسیم شده است: A20 (562.5-565nm)، B10 (565-567.5nm)، B20 (567.5-570nm)، C10 (570-572.5nm)، C20 (572.5-575nm).
- شدت نورانی (IV):به شش دسته از 12mcd تا 100mcd تقسیم شده است: B00 (12-18mcd)، C00 (18-28mcd)، D00 (28-43mcd)، E00 (43-65mcd)، F10 (65-80mcd)، F20 (80-100mcd).
- زاویه دید (2θ1/2):معمولی 140 درجه.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 10μA در VR=5V.
- مقاومت حرارتی (RTHJ-S):حداکثر 450°C/W.
3.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
| پارامتر | نماد | مقدار مجاز | واحد |
|---|---|---|---|
| توان مصرفی | Pd | 72 | mW |
| جریان پیشرو | IF | 30 | mA |
| جریان پیشرو پیک (پالس) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| دمای عملیاتی | Topr | 40- تا 85+ | °C |
| دمای ذخیرهسازی | Tstg | 40- تا 85+ | °C |
| دمای اتصال | Tj | 95 | °C |
تلرانس اندازهگیری: VF ±0.1V، λD ±2nm، IV ±10%.
4. منحنیهای مشخصات نوری معمولی
برگه مشخصات چندین منحنی مشخصه را ارائه میدهد که در Ta=25°C اندازهگیری شدهاند، مگر خلاف آن ذکر شود:
4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
شکل 1-6 ولتاژ پیشرو را به عنوان تابعی از جریان پیشرو نشان میدهد. در 20mA، ولتاژ پیشرو بسته به دسته تقریباً 1.8-2.4V است. منحنی شکل نمایی معمول دیود را نشان میدهد.
4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
شکل 1-7 نشان میدهد که شدت نسبی با جریان پیشرو افزایش مییابد. در 20mA، شدت نسبی حدود 1.0 (نرمال شده) است. در 30mA (حداکثر)، شدت بیشتر است اما به دلیل محدودیتهای حرارتی احتیاط لازم است.
4.3 دمای پایه در مقابل شدت نسبی
شکل 1-8 نشان میدهد که با افزایش دمای محیط، شدت نسبی کاهش مییابد. در 100°C، شدت به حدود 0.8 مقدار در 25°C کاهش مییابد.
4.4 دمای پایه در مقابل جریان پیشرو
شکل 1-9 منحنی کاهش توان را نشان میدهد: حداکثر جریان پیشرو مجاز با افزایش دمای پایه کاهش مییابد. در 100°C، حداکثر جریان حدود 10mA است.
4.5 جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب
شکل 1-10 یک تغییر آبی جزئی با افزایش جریان را نشان میدهد: در 20mA طول موج حدود 570nm است که در 30mA به حدود 568nm کاهش مییابد.
4.6 شدت نسبی در مقابل طول موج
شکل 1-11 توزیع طیفی را نشان میدهد. اوج نشر در حدود 570nm با پهنای نیمباند 15nm است. طیف باریک و برای LEDهای سبز-زرد معمولی است.
4.7 الگوی تابش
شکل 1-12 مشخصات تابش را نشان میدهد. LED دارای زاویه دید عریض 140 درجه است که برای کاربردهای نشانگر نیازمند پوشش گسترده مفید است.
5. اطلاعات بستهبندی
5.1 مشخصات بستهبندی
LEDها در قالب نوار و قرقره با 4000 عدد در هر قرقره بستهبندی میشوند. نوار حامل دارای عرض 8mm و گام 4mm است. جهت قطبیت به وضوح بر روی نوار علامتگذاری شده است.
5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره
ابعاد جیب نوار حامل برای نگهداری ایمن بسته 3.2x1.6x0.7mm طراحی شده است. قرقره دارای قطر خارجی 178±1mm، قطر توپی 60±1mm و عرض نوار 8.0±0.1mm است.
5.3 اطلاعات برچسب
هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شامل فلاکس، دسته رنگی، ولتاژ پیشرو، کد طول موج)، تعداد و کد تاریخ برچسبگذاری میشود.
5.4 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
قرقرهها در یک کیسه مانع رطوبت به همراه خشککننده و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم میشوند. کیسه با احتیاط ESD و اطلاعیه سطح حساسیت به رطوبت برچسبگذاری شده است.
5.5 موارد و شرایط آزمون قابلیت اطمینان
LEDها تحت آزمونهای قابلیت اطمینان مطابق با استانداردهای JEDEC قرار گرفتهاند:
- لحیمکاری ریفلو (حداکثر 260°C، 10 ثانیه، 2 سیکل)
- سیکل دمایی (40-°C تا 100°C، 100 سیکل)
- شوک حرارتی (40-°C تا 100°C، 300 سیکل)
- ذخیرهسازی در دمای بالا (100°C، 1000 ساعت)
- ذخیرهسازی در دمای پایین (40-°C، 1000 ساعت)
- آزمون عمر (25°C، IF=20mA، 1000 ساعت)
معیار پذیرش: 0 خرابی مجاز از 22 قطعه برای هر آزمون.
5.6 معیارهای خرابی
پس از آزمونهای قابلیت اطمینان، تغییرات زیر به عنوان خرابی در نظر گرفته میشوند:
- افزایش VF بیش از 1.1 برابر حد بالای مشخصات.
- افزایش IR بیش از 2 برابر حد بالای مشخصات.
- کاهش شار نوری به زیر 0.7 برابر حد پایین مشخصات.
6. دستورالعمل لحیمکاری ریفلو SMT
6.1 پارامترهای پروفایل ریفلو
پروفایل لحیمکاری ریفلو توصیه شده برای اطمینان از لحیمکاری مناسب بدون آسیب به LED ارائه شده است. پارامترهای کلیدی:
- نرخ متوسط افزایش دما (Tsmax تا Tp): حداکثر 3°C/s
- پیشگرم: 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه
- زمان بالای 217°C: 60-150 ثانیه
- دمای اوج: 260°C، حداکثر 10 ثانیه
- نرخ خنکسازی: حداکثر 6°C/s
- زمان کل از 25°C تا اوج: حداکثر 8 دقیقه
لحیمکاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. اگر بیش از 24 ساعت بین دو مرحله لحیمکاری فاصله باشد، LEDها ممکن است رطوبت جذب کرده و آسیب ببینند.
6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
لحیمکاری دستی: دمای هویه زیر 300°C، زمان کمتر از 3 ثانیه، فقط یک بار. از تعمیر باید اجتناب شود؛ در صورت لزوم، از هویه دو سر استفاده کنید.
7. نکات احتیاطی در حمل و ذخیرهسازی
7.1 ملاحظات زیستمحیطی
محیط عملیاتی باید غلظت ترکیبات گوگردی زیر 100PPM داشته باشد. محتوای هالوژن: Br<900PPM، Cl<900PPM، کل Br+Cl<1500PPM. ترکیبات آلی فرار (VOCs) میتوانند به محفظه سیلیکونی نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند؛ از چسبهایی که بخار آلی متصاعد میکنند خودداری کنید.
7.2 حمل مکانیکی
از موچین در امتداد سطوح جانبی استفاده کنید؛ به لنز سیلیکونی مستقیماً دست نزنید یا فشار ندهید. از تنش مکانیکی پس از لحیمکاری خودداری کنید. PCB را تاب ندهید.
7.3 شرایط ذخیرهسازی
| شرایط | دما | رطوبت | زمان |
|---|---|---|---|
| قبل از باز کردن کیسه | ≤30°C | ≤75% | تا 1 سال از تاریخ |
| پس از باز کردن کیسه | ≤30°C | ≤60% | 168 ساعت (7 روز) |
| پخت | 60±5°C | - | ≥24 ساعت |
اگر کارت نشانگر رطوبت رطوبت بیش از حد یا زمان ذخیرهسازی بیش از حد را نشان دهد، پخت لازم است.
7.4 ESD و طراحی مدار
LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و اضافه بار الکتریکی (EOS) حساس هستند. اقدامات حفاظتی مناسب ESD باید اجرا شود. در طراحی مدار، همیشه یک مقاومت محدودکننده جریان برای جلوگیری از تجاوز جریان از حداکثر مقدار مجاز مطلق گنجانده شود. از ولتاژ معکوس باید اجتناب شود زیرا میتواند باعث مهاجرت و آسیب شود.
7.5 تمیزکاری
اگر تمیزکاری لازم است، از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از حلالهایی که ممکن است به رزین بستهبندی آسیب بزنند استفاده نکنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمیشود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند.
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. |