دیتاشیت LED سفید پرکارایی ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - بسته‌بندی 5.0x6.0 میلی‌متر - ولتاژ 2.85-3.95 ولت - شار نوری 350 لومن - دمای رنگ 5000-6000 کلوین - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک قطعه LED سفید با نصب سطحی و عملکرد بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای ارائه خروجی نوری بالا در یک بسته‌بندی فشرده طراحی شده است که آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا که نیازمند روشنایی پرنور و کارآمد هستند، مناسب می‌سازد. مزایای اصلی آن شامل بازده نوری عالی، محافظت قوی در برابر ESD و مطابقت با مقررات اصلی زیست‌محیطی است.

بازارهای هدف اصلی این LED شامل فلش دوربین دستگاه‌های همراه، چراغ قوه دوربین‌های فیلمبرداری دیجیتال، انواع مختلف چراغ‌های روشنایی داخلی و خارجی، واحدهای نور پس‌زمینه TFT، نورپردازی تزئینی و روشنایی داخلی/خارجی خودرو می‌شود. پروفایل عملکرد این قطعه با کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان، روشنایی و ثبات رنگ هستند، همخوانی دارد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه برای اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت تعریف شده‌اند. مقادیر کلیدی شامل جریان مستقیم DC (حالت چراغ قوه) 350 میلی‌آمپر و قابلیت جریان پالسی پیک 1500 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص (حداکثر مدت 400 میلی‌ثانیه، چرخه کاری 10%) است. دمای اتصال نباید از 150 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، با محدوده دمای محیط عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این LED محافظت قوی در برابر ESD تا 8000 ولت (HBM, JEDEC 3b) ارائه می‌دهد. توجه به این نکته حیاتی است که این‌ها محدودیت‌های تنش هستند؛ عملکرد مداوم در این مقادیر یا نزدیک به آن‌ها ممکن است باعث کاهش عملکرد و طول عمر شود. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

اندازه‌گیری شده در دمای پد لحیم‌کاری (Ts) برابر 25 درجه سانتی‌گراد، معیارهای کلیدی عملکرد دستگاه تعریف شده‌اند. شار نوری معمول (Iv) 350 لومن در جریان مستقیم (IF) 1000 میلی‌آمپر است، با مقدار حداقل مشخص‌شده 300 لومن. ولتاژ مستقیم (VF) در این جریان از حداقل 2.85 ولت تا حداکثر 3.95 ولت متغیر است. دمای رنگ مرتبط (CCT) برای این نوع LED سفید بین 5000K و 6000K قرار دارد که آن را در طیف سفید سرد قرار می‌دهد. تمام داده‌های الکتریکی و نوری تحت شرایط پالس 50 میلی‌ثانیه آزمایش می‌شوند تا اثرات خودگرمایی در حین اندازه‌گیری به حداقل برسد.

2.3 ملاحظات حرارتی و قابلیت اطمینان

مدیریت حرارتی مناسب برای عملکرد و طول عمر LED امری حیاتی است. حداکثر دمای مجاز لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر دو چرخه ریفلو است. سطح حساسیت رطوبت (MSL) دستگاه در سطح 1 رتبه‌بندی شده است که نشان‌دهنده عمر نامحدود در شرایط ≤30°C/85% RH است. تمام مشخصات قابلیت اطمینان، از جمله تضمین‌های مربوط به جلوگیری از تخریب بیش از حد IV، تحت شرایط مدیریت حرارتی خوب، به‌طور خاص با استفاده از یک برد مدار چاپی با هسته فلزی (MCPCB) به ابعاد 1.0 x 1.0 سانتی‌متر مربع، اعتبارسنجی شده‌اند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته طبقه‌بندی می‌شود: 2832 (2.85V - 3.25V)، 3235 (3.25V - 3.55V) و 3539 (3.55V - 3.95V)، که همگی در IF=1000mA اندازه‌گیری شده‌اند.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

خروجی شار نوری در چهار دسته طبقه‌بندی می‌شود: J8 (300-330 لومن)، J9 (330-360 لومن)، K1 (360-390 لومن) و K2 (390-420 لومن)، اندازه‌گیری شده در IF=1000mA. شماره قطعه معمول به دسته J8 اشاره دارد.

3.3 دسته‌بندی رنگ (کروماتیسیتی)

نقطه رنگ سفید در یک منطقه خاص در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 تعریف شده است که مربوط به محدوده دمای رنگ مرتبط 5000K تا 6000K می‌باشد. دسته تعیین‌شده به عنوان "5060" مختصات رنگ مرجع را برای این محدوده ارائه می‌دهد. تلرانس اندازه‌گیری مجاز برای مختصات رنگ ±0.01 است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 الگوهای طیفی و تابشی

منحنی توزیع طیفی نسبی یک پیک در ناحیه طول موج آبی نشان می‌دهد که برای یک LED سفید تبدیل‌شده با فسفر معمول است، با انتشار گسترده فسفر در طیف زرد. خروجی ترکیبی منجر به نور سفید می‌شود. الگوی تابشی معمول لامبرتی است که با زاویه دید (2θ1/2) 120 درجه مشخص می‌شود، جایی که شدت نصف مقدار پیک است. این امر یک میدان روشنایی وسیع و یکنواخت فراهم می‌کند.

4.2 روابط الکتریکی و نوری

منحنی ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم رابطه نمایی مشخصه دیود را نشان می‌دهد، که در آن VF با افزایش جریان افزایش می‌یابد. منحنی شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور به صورت زیرخطی با جریان افزایش می‌یابد، که یک ویژگی رایج به دلیل کاهش بازده در جریان‌ها و دمای اتصال بالاتر است. منحنی دمای رنگ مرتبط (CCT) در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که CCT ممکن است با جریان عملیاتی کمی تغییر کند، که ملاحظه مهمی برای کاربردهای حساس به رنگ است. تمام داده‌های همبستگی تحت مدیریت حرارتی برتر اندازه‌گیری شده‌اند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 نقشه ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی با نصب سطحی (SMD) با ابعاد اسمی طول 5.0 میلی‌متر و عرض 6.0 میلی‌متر قرار دارد. نقشه مکانیکی دقیق تمام ابعاد حیاتی از جمله مکان پدها، ارتفاع کلی و تلرانس‌ها (معمولاً ±0.05 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شده باشد) را مشخص می‌کند. این اطلاعات برای طراحی جای پای PCB و مونتاژ ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت

قطعه و نوار حامل آن برای نشان‌دادن قطبیت علامت‌گذاری شده‌اند. جهت‌گیری صحیح در حین قرارگیری برای عملکرد صحیح مدار بسیار مهم است. دیتاشیت یک نمودار واضح ارائه می‌دهد که شناسایی آند و کاتد را روی بدنه دستگاه و در داخل بسته‌بندی ریل نشان می‌دهد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد مشخص شده است. قطعه می‌تواند حداکثر دو چرخه ریفلو را تحمل کند. با توجه به رتبه MSL سطح 1 آن، در صورت نگهداری در شرایط رطوبتی مشخص‌شده، قبل از استفاده نیاز به پخت خاصی نیست. با این حال، دستورالعمل‌های استاندارد IPC/JEDEC برای مدیریت دستگاه‌های حساس به رطوبت باید در فرآیندهای مونتاژ رعایت شوند تا از تنش‌های حرارتی-مکانیکی جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند. آن‌ها در نوارهای حامل برجسته‌دار بارگیری شده و سپس روی ریل‌ها پیچیده می‌شوند. مقدار بارگیری استاندارد 2000 قطعه در هر ریل است، با حداقل مقدار سفارش 1000 قطعه. ابعاد دقیق نوار حامل و ریل ساطع‌کننده برای تسهیل تنظیم دستگاه Pick-and-Place خودکار ارائه شده است.

7.2 برچسب‌گذاری محصول

برچسب ریل حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، شماره سری ساخت، مقدار بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته خاص برای شار نوری (CAT)، رنگ (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). سطح حساسیت رطوبت (MSL-X) نیز نشان داده شده است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای موارد زیر بسیار مناسب است:

- فلش دوربین دستگاه همراه:قابلیت جریان پالسی بالا و روشنایی آن، آن را برای فلش دوربین گوشی‌های هوشمند ایده‌آل می‌سازد.

- نورپردازی قابل حمل:چراغ قوه برای دوربین‌های فیلمبرداری دیجیتال یا دستگاه‌های دستی.

- روشنایی عمومی:نورپردازی داخلی، چراغ پله، علائم خروج و سایر نشانگرهای معماری.

- نور پس‌زمینه:برای پنل‌های TFT-LCD کوچک تا متوسط.

- نورپردازی خودرو:هر دو کاربرد داخلی (چراغ سقفی، چراغ مطالعه) و خارجی (چراغ‌های کمکی، نورپردازی امضا)، مشروط به صلاحیت‌سنجی خاص خودرو.

- نورپردازی تزئینی:نورپردازی تأکیدی در الکترونیک مصرفی یا مکان‌های تفریحی.

8.2 ملاحظات طراحی

1. مدیریت حرارتی:از یک طراحی حرارتی PCB مناسب (مانند MCPCB با مساحت کافی مس یا وایاهای حرارتی) برای حفظ دمای اتصال پایین استفاده کنید. این امر خروجی نوری، ثبات رنگ و عمر عملیاتی را حفظ می‌کند.

2. درایو جریان:یک مدار درایور جریان ثابت مناسب برای نقطه عملیاتی مورد نظر پیاده‌سازی کنید (مثلاً 350mA برای حالت چراغ قوه، تا 1A برای خروجی بالا). در دمای محیط بالا، درنظرگیری کاهش رتبه (دریتینگ) را مد نظر قرار دهید.

3. طراحی نوری:الگوی پرتو لامبرتی 120 درجه برای روشنایی منطقه وسیع مناسب است. اپتیک ثانویه (عدسی‌ها، بازتابنده‌ها) ممکن است برای شکل‌دهی یا فوکوس کردن پرتو مورد نیاز باشد.

4. محافظت ESD:اگرچه دستگاه دارای محافظت داخلی ESD است، اما رعایت روش‌های خوب مدیریت ESD در حین مونتاژ همچنان توصیه می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای میان‌توان استاندارد، این دستگاه خروجی شار نوری به مراتب بالاتری (350 لومن) در جریان درایو 1 آمپر ارائه می‌دهد که منجر به بازده نوری برتر (معمولاً 100 لومن بر وات) می‌شود. ترکیب روشنایی بالا، جای پای فشرده 5.0x6.0 میلی‌متری و زاویه دید وسیع 120 درجه، تعادل مطلوبی را برای بسیاری از کاربردها فراهم می‌کند. مطابقت آن با استانداردهای عاری از هالوژن، RoHS و REACH تضمین می‌کند که نیازهای زیست‌محیطی سخت‌گیرانه بازارهای جهانی را برآورده می‌سازد. ساختار دسته‌بندی دقیق برای شار، ولتاژ و رنگ به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با تلرانس پارامترهای تنگ برای عملکرد یکنواخت سیستم انتخاب کنند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین جریان مستقیم DC و جریان پالسی پیک چیست؟

پ: جریان مستقیم DC (350 میلی‌آمپر) حداکثر جریان مداوم توصیه‌شده برای عملیات بلندمدت قابل اطمینان (مثلاً در حالت چراغ قوه) است. جریان پالسی پیک (1500 میلی‌آمپر) جریان بسیار بالاتری است که می‌توان برای مدت‌های بسیار کوتاه (≤400 میلی‌ثانیه) در یک چرخه کاری کم (≤10%) اعمال کرد، که برای کاربردهای فلش دوربین معمول است تا یک انفجار نور بسیار روشن و کوتاه حاصل شود.

س: چگونه کد دسته شار نوری (مثلاً J8) در شماره قطعه را تفسیر کنم؟

پ: کد دسته (J8, K1 و غیره) حداقل و حداکثر محدوده شار نوری تضمین‌شده برای آن LED خاص را هنگام اندازه‌گیری در 1000 میلی‌آمپر نشان می‌دهد. به عنوان مثال، یک LED دسته‌بندی شده J8 شار نوری بین 300 تا 330 لومن خواهد داشت. این به طراحان اجازه می‌دهد سطح روشنایی محصول نهایی خود را پیش‌بینی و کنترل کنند.

س: چرا مدیریت حرارتی اینقدر تأکید می‌شود؟

پ: عملکرد LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. گرمای بیش از حد، خروجی نور را کاهش می‌دهد (افت لومن)، می‌تواند باعث تغییر در دمای رنگ شود و از همه مهم‌تر، فرآیندهای شیمیایی منجر به خرابی دائمی را تسریع می‌کند. هیت‌سینک مؤثر برای دستیابی به عملکرد و طول عمر رتبه‌بندی شده غیرقابل مذاکره است.

11. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

مثال 1: ماژول فلش دوربین گوشی هوشمند

در این سناریو، LED توسط یک IC درایور فلش اختصاصی راه‌اندازی می‌شود. طراحی از رتبه جریان پالسی پیک (1500 میلی‌آمپر) برای دستیابی به حداکثر روشنایی برای عکس استفاده می‌کند. PCB به پدهای حرارتی اختصاصی متصل به صفحات زمین داخلی یا مسیرهای حرارتی دیگر برای دفع گرمای حاصل از پالس کوتاه و پرقدرت نیاز دارد. زاویه دید وسیع به روشن کردن یک صحنه به طور یکنواخت کمک می‌کند و سایه‌های خشن را کاهش می‌دهد.

مثال 2: چراغ پله معماری

برای یک چراغ پله کم‌پروفایل، ممکن است چندین LED در یک آرایه خطی چیده شده و با جریان مداوم پایین‌تری (مثلاً 200-300 میلی‌آمپر) برای صرفه‌جویی در انرژی و عمر طولانی راه‌اندازی شوند. زاویه پرتو 120 درجه اطمینان می‌دهد که نور در سراسر سطح پله پخش می‌شود. طراحی باید دمای محیط بالقوه بالا را در صورت نصب در فضای باز یا در محفظه‌های بسته در نظر بگیرد.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل‌شده با فسفر است. تراشه نیمه‌هادی هسته، ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN)، در ناحیه طول موج آبی نور ساطع می‌کند هنگامی که در بایاس مستقیم قرار می‌گیرد. این نور آبی تا حدی توسط یک پوشش فسفر (معمولاً بر پایه گارنت ایتریم آلومینیوم یا مواد مشابه) که روی تراشه رسوب داده شده است، جذب می‌شود. فسفر این انرژی را به عنوان یک طیف گسترده از نور زرد مجدداً ساطع می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده جذب‌نشده و نور زرد ساطع‌شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. نسبت دقیق آبی به زرد، دمای رنگ مرتبط (CCT) را تعیین می‌کند که منجر به خروجی سفید سرد 5000-6000K این دستگاه می‌شود.

13. روندها و زمینه فناوری

توسعه این LED با چندین روند جاری در روشنایی حالت جامد همسو است:افزایش بازده:دستیابی به 100 لومن بر وات نشان‌دهنده بهبود مستمر در استخراج نور مرئی بیشتر در هر وات الکتریکی و کاهش مصرف انرژی است.کوچک‌سازی با خروجی بالا:بسته‌بندی شار نوری بالا در یک جای پای نسبتاً کوچک 5.0x6.0 میلی‌متری، محصولات نهایی باریک‌تر و فشرده‌تری را ممکن می‌سازد.استانداردسازی و دسته‌بندی:دسته‌بندی چندپارامتری دقیق، امکان عملکرد قابل پیش‌بینی در تولید انبوه را فراهم می‌کند که برای محصولات الکترونیک مصرفی و روشنایی حیاتی است.مطابقت زیست‌محیطی:پایبندی به استانداردهای RoHS، REACH و عاری از هالوژن اکنون یک نیاز پایه برای قطعات الکترونیکی در اکثر بازارهای جهانی است که نشان‌دهنده تمرکز صنعت بر تولید پایدار است.