دیتاشیت LED سبز-زرد RF-GSB170TS-BC - 2.0x1.25x0.7mm - 1.8-2.4V - 72mW - سند فنی انگلیسی

1. نمای کلی محصول

1.1 توضیحات عمومی

این سند مشخصات LED (دیود نورافشان) سبز-زرد مدل RF-GSB170TS-BC را تعریف می‌کند. این قطعه با استفاده از تراشه سبز-زرد ساخته شده و در بسته‌بندی فشرده نصب سطحی با ابعاد 2.0 میلی‌متر × 1.25 میلی‌متر × 0.7 میلی‌متر قرار دارد. برای کاربردهای نشان‌دهنده نوری و روشنایی عمومی که نیاز به زاویه دید وسیع و مصرف توان پایین دارند طراحی شده است.

1.2 ویژگی‌ها

• زاویه دید بسیار وسیع: 140 درجه (نوعی)
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری ریفلو
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3 (طبق استاندارد JEDEC)
• مطابق با RoHS – عاری از مواد خطرناک

1.3 کاربردها

• نشانگرهای نوری و چراغ‌های وضعیت
• نور پس زمینه کلیدها و روشنایی نمادها
• نور پس زمینه نمایشگرها
• تجهیزات الکترونیکی عمومی

2. پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (Ts=25°C، IF=20mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شود)

پارامترهای زیر تحت شرایط آزمون مشخص شده اندازه‌گیری می‌شوند. تلورانس ولتاژ پیشرو ±0.1 ولت، طول موج غالب ±2 نانومتر و شدت نورانی ±10% است.

• پهنای باند طیفی نیمه:15 نانومتر (نوعی)
• ولتاژ پیشرو (VF):در بسته‌های B0، C0، D0 موجود است. مقادیر در 20 میلی‌آمپر: B0 کمینه/نوعی/بیشینه = 1.8/2.0/2.0 ولت؛ C0 = 2.0/2.2/2.4 ولت؛ D0 = 2.2/2.2/2.4 ولت
• طول موج غالب (λD):در بسته‌های A10 (560.0–562.5 نانومتر)، A20 (562.5–565.0 نانومتر)، B10 (565.0–567.5 نانومتر)، B20 (567.5–570.0 نانومتر)، C10 (570.0–572.5 نانومتر)، C20 (572.5–575.0 نانومتر) موجود است
• شدت نورانی (IV):در بسته‌های C00 (18–28 میلی‌کاندلا)، D00 (28–43 میلی‌کاندلا)، E00 (43–65 میلی‌کاندلا)، F00 (65–100 میلی‌کاندلا) موجود است
• زاویه دید (2θ1/2):140 درجه (نوعی)
• جریان معکوس (IR) در VR=5V:حداکثر 10 میکروآمپر
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):حداکثر 450 درجه سانتی‌گراد بر وات

2.2 حداکثر مقادیر مجاز (Ts=25°C)

• توان تلف شده (Pd): 72 میلی‌وات
• جریان پیشرو (IF): 30 میلی‌آمپر
• جریان پیشرو پیک (IFP، وظیفه 1/10، پالس 0.1 میلی‌ثانیه): 60 میلی‌آمپر
• تخلیه الکترواستاتیک (HBM): 2000 ولت
• دمای کاری (Topr): 40- ~ 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (Tstg): 40- ~ 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (Tj): 95 درجه سانتی‌گراد

طراحی باید اطمینان حاصل کند که دمای اتصال هرگز از 95 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. مدیریت حرارتی مناسب و مقاومت‌های محدودکننده جریان برای عملکرد قابل اعتماد ضروری هستند.

3. سیستم دسته‌بندی

3.1 دسته‌های طول موج

طول موج غالب به شش دسته در محدوده 560 تا 575 نانومتر تقسیم می‌شود. هر دسته 2.5 نانومتر را پوشش می‌دهد تا ثبات رنگ تضمین شود. دسته‌ها به صورت A10، A20، B10، B20، C10 و C20 نامگذاری شده‌اند.

3.2 دسته‌های شدت نورانی

شدت نورانی به چهار دسته تقسیم می‌شود: C00 (18–28 میلی‌کاندلا)، D00 (28–43 میلی‌کاندلا)، E00 (43–65 میلی‌کاندلا) و F00 (65–100 میلی‌کاندلا). این امکان را به مشتریان می‌دهد تا سطح روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.3 دسته‌های ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو در 20 میلی‌آمپر به سه دسته گروه‌بندی می‌شود: B0 (1.8–2.0 ولت)، C0 (2.0–2.4 ولت) و D0 (2.2–2.4 ولت). توجه داشته باشید که مقدار نوعی برای C0 و D0، 2.2 ولت و برای B0، 2.0 ولت است.

4. منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

همانطور که در شکل 1-6 نشان داده شده است، ولتاژ پیشرو با جریان پیشرو به صورت غیرخطی افزایش می‌یابد. در 20 میلی‌آمپر، ولتاژ پیشرو نوعی حدود 2.2 ولت (برای دسته‌های C0/D0) یا 2.0 ولت (برای دسته B0) است. در جریان‌های پایین‌تر، ولتاژ پیشرو متناسب کاهش می‌یابد.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

شکل 1-7 نشان می‌دهد که شدت نسبی تا حدود 15 میلی‌آمپر تقریباً خطی با جریان پیشرو افزایش می‌یابد و سپس شروع به اشباع می‌کند. کارکرد LED فراتر از 20 میلی‌آمپر بازده نوری کاهش یافته و دمای اتصال را افزایش می‌دهد.

4.3 وابستگی به دما

شکل 1-8 نشان می‌دهد که شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، شدت تقریباً 20٪ کمتر از دمای 25 درجه سانتی‌گراد است. شکل 1-9 نشان می‌دهد که حداکثر جریان پیشرو مجاز باید در دمای پایه بالا کاهش یابد تا دمای اتصال زیر 95 درجه سانتی‌گراد باقی بماند. برای دمای پایه بالای 60 درجه سانتی‌گراد، جریان باید به صورت خطی کاهش یابد.

4.4 توزیع طیفی

شکل 1-11 شدت نسبی را به صورت تابعی از طول موج نشان می‌دهد. طیف انتشار در حدود 570 نانومتر با پهنای باند نیمه حدود 15 نانومتر به اوج می‌رسد. رنگ به صورت سبز-زرد درک می‌شود.

4.5 الگوی تابش

شکل 1-12 مشخصات تشعشعی را نشان می‌دهد. زاویه دید (2θ1/2) 140 درجه است که نشان‌دهنده پرتوی بسیار وسیع مناسب برای کاربردهای نشانگر است که نیاز به دید از طیف وسیعی از زاویه‌ها دارند.

5. ابعاد مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته LED ابعاد 2.0 میلی‌متر × 1.25 میلی‌متر × 0.7 میلی‌متر دارد. نمای بالا بدنه مستطیلی با عدسی دایره‌ای را نشان می‌دهد. نمای پایین دو لنت لحیم‌کاری با علامت قطبیت را نشان می‌دهد. نقشه‌های مکانیکی دقیق در دیتاشیت (شکل 1-1 تا 1-4) ارائه شده است. تمام ابعاد به میلی‌متر با تلورانس ±0.2 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

5.2 الگوهای لحیم‌کاری

لنت‌های لحیم‌کاری توصیه‌شده در شکل 1-5 نشان داده شده است. ابعاد لنت 3.20 میلی‌متر × 1.20 میلی‌متر با فاصله 0.80 میلی‌متر است. هندسه مناسب لنت باعث ایجاد اتصال لحیم قابل اعتماد و هدایت حرارتی خوب می‌شود.

5.3 علامت قطبیت

کاتد با یک بریدگی یا علامت روی بسته مشخص می‌شود (شکل 1-4). جهت صحیح باید در هنگام مونتاژ رعایت شود تا از آسیب ولتاژ معکوس جلوگیری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

پروفایل لحیم‌کاری ریفلو توصیه‌شده در شکل 3-1 نشان داده شده است. پارامترهای کلیدی:

• نرخ افزایش میانگین (از Tsmax تا TP): حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه
• پیش‌گرمایش: 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد، 60 تا 120 ثانیه
• زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (TL): 60 تا 150 ثانیه
• دمای اوج (TP): 260 درجه سانتی‌گراد
• زمان در محدوده 5 درجه سانتی‌گراد از اوج (tp): حداکثر 10 ثانیه
• نرخ سرمایش: حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه
• کل زمان از 25 درجه سانتی‌گراد تا اوج: حداکثر 8 دقیقه

لحیم‌کاری ریفلو را بیش از دو بار انجام ندهید. اگر بیش از 24 ساعت بین دو چرخه لحیم‌کاری فاصله بیفتد، LEDها ممکن است رطوبت جذب کرده و قبل از ریفلو دوم نیاز به پخت داشته باشند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه لحیم‌کاری با دمای نوک کمتر از 300 درجه سانتی‌گراد و زمان تماس حداکثر 3 ثانیه استفاده کنید. فقط یک بار تلاش لحیم‌کاری برای هر LED مجاز است.

6.3 نگهداری و پخت

LEDها در کیسه‌های مانع رطوبت حمل می‌شوند. نگهداری قبل از باز کردن: ≤30 درجه سانتی‌گراد، ≤75٪ رطوبت نسبی، عمر قفسه یک سال. پس از باز کردن: ≤30 درجه سانتی‌گراد، ≤60٪ رطوبت نسبی، قابل استفاده ظرف 168 ساعت. اگر خشک‌کننده منقضی شده یا نشانگر رطوبت تغییر کرده باشد، قبل از استفاده LEDها را در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد به مدت بیش از 24 ساعت پخت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی

7.1 نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل با گام 4.0 میلی‌متر و عرض 8.0 میلی‌متر بسته‌بندی می‌شوند. هر قرقره حاوی 4000 عدد است. ابعاد قرقره: قطر بیرونی 178 میلی‌متر، قطر داخلی 60 میلی‌متر و سوراخ هاب 13.0 میلی‌متر.

7.2 برچسب‌گذاری

هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره سری ساخت، کدهای دسته برای شار نوری، رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج، مقدار و تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود. یک نمونه برچسب در شکل 2-3 نشان داده شده است.

7.3 کیسه مانع رطوبت

قرقره داخل یک کیسه مانع رطوبت همراه با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت قرار می‌گیرد. سپس کیسه برای حفظ رطوبت کم در طول نگهداری و حمل و نقل مهر و موم می‌شود.

8. آزمون قابلیت اطمینان

LED مطابق با آزمون‌های زیر (در صورت لزوم طبق استانداردهای JEDEC) تأیید صلاحیت شده است:

• لحیم‌کاری ریفلو (حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، 10 ثانیه، 2 بار): 0 شکست در 22 نمونه
• چرخه دما (40- تا 100 درجه سانتی‌گراد، انتقال 5 دقیقه، توقف 30 دقیقه، 100 چرخه): 0 شکست
• شوک حرارتی (40- تا 100 درجه سانتی‌گراد، توقف 15 دقیقه، 300 چرخه): 0 شکست
• نگهداری در دمای بالا (100 درجه سانتی‌گراد، 1000 ساعت): 0 شکست
• نگهداری در دمای پایین (40- درجه سانتی‌گراد، 1000 ساعت): 0 شکست
• آزمون عمر (Ta=25 درجه سانتی‌گراد، IF=20 میلی‌آمپر، 1000 ساعت): 0 شکست

معیار پذیرش: تغییر ولتاژ پیشرو ≤ 1.1 برابر حد بالای مشخصات، جریان معکوس ≤ 2.0 برابر حد بالای مشخصات، شار نوری ≥ 0.7 برابر حد پایین مشخصات.

9. نکات احتیاطی در جابجایی

9.1 سازگاری شیمیایی

LED نباید در معرض محیط‌های حاوی ترکیبات گوگرد بیش از 100 ppm قرار گیرد. محتوای هالوژن (برم و کلر) در مواد اطراف باید جداگانه زیر 900 ppm و مجموعاً زیر 1500 ppm باشد. ترکیبات آلی فرار (VOCs) می‌توانند به پوشش سیلیکونی نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند. از چسب‌هایی که بخارات آلی خارج می‌کنند خودداری کنید.

9.2 جابجایی مکانیکی

برای برداشتن LED از کنار آن از موچین یا ابزار مناسب استفاده کنید. به سطح عدسی سیلیکونی دست نزنید یا فشار وارد نکنید زیرا ممکن است به مدار داخلی آسیب برساند. پس از لحیم‌کاری، از خم کردن PCB یا اعمال تنش مکانیکی در طول سرمایش خودداری کنید.

9.3 اضافه ولتاژ الکتریکی و ESD

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و اضافه ولتاژ الکتریکی (EOS) حساس هستند. از اقدامات حفاظتی مناسب ESD (ایستگاه کاری ارت‌دار، بند مچی، بسته‌بندی رسانا) استفاده کنید. این قطعه می‌تواند 2000 ولت HBM را تحمل کند، اما همچنان باید احتیاط کرد.

9.4 مدیریت حرارتی

برای حفظ دمای اتصال زیر 95 درجه سانتی‌گراد، اتلاف حرارتی مناسب در چیدمان PCB طراحی کنید. جریان باید در دمای محیط بالا کاهش یابد. مقاومت حرارتی 450 درجه سانتی‌گراد بر وات به این معنی است که 30 میلی‌آمپر باعث افزایش دمای 13.5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از نقطه لحیم‌کاری در شرایط ایده‌آل می‌شود.

10. نکات کاربردی

10.1 کاربردهای معمول

زاویه دید وسیع و رنگ سبز-زرد این LED را برای نشانگرهای وضعیت در لوازم الکترونیکی مصرفی، داشبورد خودرو، پنل‌های کنترل صنعتی و دستگاه‌های پزشکی ایده‌آل کرده است. اندازه جمع و جور آن برای طراحی‌های با فضای محدود مناسب است.

10.2 ملاحظات طراحی مدار

همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان به صورت R = (Vcc - VF) / IF محاسبه کرد که در آن Vcc ولتاژ تغذیه است. ولتاژ پیشرو با دسته متفاوت است؛ از مقدار دسته مناسب استفاده کنید یا حاشیه در نظر بگیرید. برای آرایه‌های موازی، اطمینان حاصل کنید که هر LED مقاومت مخصوص خود را برای متعادل کردن جریان دارد. حفاظت از ولتاژ معکوس (به عنوان مثال، دیود بلوکه) در صورتی که مدار ممکن است بایاس معکوس را تجربه کند توصیه می‌شود.

11. اصول عملکرد

LED یک اتصال نیمه‌هادی p-n است که وقتی الکترون‌ها با حفره‌ها ترکیب می‌شوند نور ساطع می‌کند. انرژی آزاد شده در طی ترکیب مجدد، طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند. در این قطعه، تراشه سبز-زرد از ماده‌ای با شکاف انرژی معادل حدود 560 تا 575 نانومتر استفاده می‌کند. نور از طریق یک عدسی سیلیکونی شفاف که الگوی تابش را نیز شکل می‌دهد استخراج می‌شود. زاویه دید وسیع (140 درجه) از طریق هندسه خاص عدسی و موقعیت تراشه به دست می‌آید.

12. روندهای توسعه

بازار LEDهای مرئی همچنان به سمت بازده بالاتر، بسته‌های کوچکتر و یکنواختی رنگ بهتر در حال تکامل است. نسل‌های آینده LEDهای سبز-زرد ممکن است از طریق ساختارهای اپیتاکسیال بهبود یافته و تبدیل فسفر به بازده نوری (لومن بر وات) بالاتری دست یابند. روند کوچک‌سازی در دستگاه‌های قابل حمل به نفع بسته‌های فوق‌العاده جمع و جور مانند این اندازه 2.0×1.25 میلی‌متر است. علاوه بر این، افزایش مقاومت در برابر محیط‌های سخت (دمای بالا، رطوبت) یک تمرکز مداوم است.