فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات نورسنجی و الکتریکی
- 2.2 مشخصات حرارتی و حداکثر مقادیر مطلق
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 3.1 باینینگ شار نوری
- 3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
- 3.3 باینینگ رنگ (کروماتیسیتی)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 منحنی جریان-ولتاژ و شار نوری نسبی
- 4.2 وابستگی به دما
- 4.3 توزیع طیفی و کاهش ظرفیت
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پد لحیمکاری و پروفیل ریفلو توصیه شده
- 6.2 ملاحظات استفاده
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
1. مرور کلی محصول
سری ALFS2G-C0 نمایانگر یک قطعه LED سطحنصب با عملکرد بالا است که برای کاربردهای چالشبرانگیز روشنایی خودرو طراحی شده است. این قطعه در یک بستهبندی سرامیکی مستحکم قرار دارد که مدیریت حرارتی برتر و قابلیت اطمینان ضروری برای محیطهای عملیاتی سخت خودروها را ارائه میدهد. تمرکز اصلی طراحی بر ارائه خروجی نوری بالا با عملکرد یکنواخت در محدوده وسیعی از دما است که آن را به انتخابی مناسب برای عملکردهای حیاتی روشنایی بیرونی تبدیل میکند.
مزایای اصلی آن شامل انطباق با استانداردهای سختگیرانه صنعت خودرو مانند AEC-Q102 است که قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین میکند. این محصول همچنین مقررات زیستمحیطی از جمله RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن را برآورده میکند که نشاندهنده تعهد به طراحی اکولوژیک است. زیرلایه سرامیکی مقاومت عالی در برابر گوگرد (کلاس A1) ارائه میدهد که ویژگی حیاتی برای جلوگیری از خوردگی در جوهای آلوده است و درجه حفاظت ESD بالا تا 8 کیلوولت، دوام آن را در حین جابجایی و مونتاژ افزایش میدهد.
بازار هدف به وضوح در بخش خودرو، به ویژه برای ماژولهای روشنایی بیرونی قرار دارد. ویژگیهای عملکردی آن برای برآوردن نیازهای دقیق نوری، حرارتی و طول عمر سیستمهای روشنایی خودروهای مدرن تنظیم شده است.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
2.1 مشخصات نورسنجی و الکتریکی
پارامترهای عملیاتی کلیدی، محدوده عملکرد LED را تعریف میکنند. شار نوری معمول (Φv) 860 لومن است هنگامی که با جریان مستقیم (IF) 1000 میلیآمپر راهاندازی میشود، با تلرانس مشخص شده ±8%. این اندازهگیری در دمای پد حرارتی 25 درجه سلسیوس استاندارد شده است. ولتاژ مستقیم (VF) در این جریان راهاندازی مقدار معمول 6.5 ولت دارد، با حداقل 5.8 ولت و حداکثر 7.6 ولت، و تلرانس اندازهگیری ±0.05 ولت. زاویه دید وسیع 120 درجه، توزیع نور گسترده و یکنواختی را تضمین میکند که برای کاربردهایی مانند چراغهای روشنایی روز (DRL) و چراغهای مه مناسب است. دمای رنگ مرتبط (CCT) برای نوع سفید سرد در شرایط عملیاتی معمول، محدودهای از 5180 کلوین تا 6893 کلوین را در بر میگیرد.
2.2 مشخصات حرارتی و حداکثر مقادیر مطلق
مدیریت حرارتی برای طول عمر LED از اهمیت بالایی برخوردار است. مقاومت حرارتی از پیوندگاه تا نقطه لحیمکاری (Rth JS) یک پارامتر حیاتی است، با مقدار اندازهگیری الکتریکی 1.9 کلوین بر وات (معمول) و مقدار اندازهگیری واقعی 2.7 کلوین بر وات (معمول). این نشاندهنده کارایی انتقال حرارت از تراشه نیمههادی به برد مدار چاپی است.
حداکثر مقادیر مطلق، محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر جریان مستقیم مجاز 1500 میلیآمپر است. حداکثر دمای پیوندگاه (TJ) 150 درجه سلسیوس است. این قطعه برای محدوده دمای عملیاتی (Topr) 40- درجه تا 125+ درجه سلسیوس و محدوده دمای نگهداری (Tstg) 40- درجه تا 125+ درجه سلسیوس درجهبندی شده است. توجه به این نکته حیاتی است که این قطعه برای کار با ولتاژ معکوس طراحی نشده است. حداکثر اتلاف توان (Pd) 11.4 وات است. این قطعه میتواند دمای لحیمکاری ریفلو 260 درجه سلسیوس را تحمل کند که با فرآیندهای استاندارد لحیمکاری بدون سرب سازگار است.
3. توضیح سیستم باینینگ
برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای مختلف (باین) دستهبندی میشوند.
3.1 باینینگ شار نوری
برای نسخه سفید سرد، شار نوری در گروهها و باینها دستهبندی میشود. گروه D شامل باینهای 7 (750-700 لومن) و 8 (800-750 لومن) است. گروه E شامل باینهای 1 (860-800 لومن) و 2 (920-860 لومن) است. قطعه معمول (860 لومن) در باین E1 قرار میگیرد. تمام اندازهگیریها دارای تلرانس ±8% هستند و با پالس جریان 25 میلیثانیه در جریان مستقیم معمول گرفته میشوند.
3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم در سه گروه دستهبندی میشود تا در طراحی مدار برای راهاندازی جریان یکنواخت کمک کند. گروه 2A از 5.80 ولت تا 6.40 ولت متغیر است. گروه 2B از 6.40 ولت تا 7.00 ولت متغیر است. گروه 2C از 7.00 ولت تا 7.60 ولت متغیر است. تلرانس اندازهگیری ±0.05 ولت است.
3.3 باینینگ رنگ (کروماتیسیتی)
مختصات رنگ بر اساس ساختار ECE (کمیسیون اقتصادی اروپا) که استاندارد روشنایی خودرو است، دستهبندی میشود. نمودار و جدول ارائه شده، مناطق چهارضلعی خاصی را در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 برای باینهای مختلف (مانند 64A، 64B، 60A، 60B) تعریف میکنند. هر باین توسط چهار جفت مختصات (x, y) که مرزهای آن را تشکیل میدهند، تعریف میشود. این باینها با محدودههای دمای رنگ مرتبط مطابقت دارند، مانند 6240-6530 کلوین برای باینهای 64A/B و 5850-6240 کلوین برای باینهای 60A/B. این باینینگ دقیق تضمین میکند که تمام LEDهای استفاده شده در یک مجموعه روشنایی، ظاهر رنگی تقریباً یکسانی خواهند داشت.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت چندین نمودار ارائه میدهد که رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان میدهند و برای مهندسان طراح ضروری هستند.
4.1 منحنی جریان-ولتاژ و شار نوری نسبی
منحنیجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیمیک رابطه غیرخطی را نشان میدهد که برای LEDها معمول است. ولتاژ با افزایش جریان افزایش مییابد و طراحان باید هنگام انتخاب درایورهای جریان این موضوع را در نظر بگیرند. نمودارشار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان میدهد که خروجی نور با جریان راهاندازی افزایش مییابد اما در نهایت اشباع میشود. کار در 1000 میلیآمپر تعادل خوبی از کارایی و خروجی ارائه میدهد.
4.2 وابستگی به دما
نمودارشار نوری نسبی در مقابل دمای پیوندگاهحیاتی است. این نمودار نشان میدهد که خروجی نور با افزایش دمای پیوندگاه کاهش مییابد. در حداکثر دمای پیوندگاه درجهبندی شده 150 درجه سلسیوس، شار نوری نسبی تقریباً 60% مقدار آن در 25 درجه سلسیوس است. این موضوع اهمیت هیت سینک مؤثر را تأکید میکند. منحنیولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای پیوندگاهضریب دمایی منفی را نشان میدهد؛ ولتاژ مستقیم با افزایش دما کاهش مییابد. این میتواند در برخی کاربردها برای نظارت غیرمستقیم دما استفاده شود. نمودارهایجابجایی کروماتیسیتیتغییر حداقلی در مختصات رنگ با تغییر جریان و دما را نشان میدهند که نشاندهنده ثبات رنگ خوب است.
4.3 توزیع طیفی و کاهش ظرفیت
منحنیتوزیع طیفی نسبیویژگیهای رنگ نور را تعریف میکند. برای یک LED سفید سرد، یک قله در ناحیه آبی (از تراشه LED) و یک انتشار گسترده در ناحیه زرد/قرمز (از فسفر) را نشان میدهد. منحنیکاهش ظرفیت جریان مستقیمیک ابزار طراحی حیاتی است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم مجاز را در مقابل دمای پد لحیمکاری (Ts) ترسیم میکند. به عنوان مثال، در دمای Ts برابر 85 درجه سلسیوس، حداکثر IF برابر 1500 میلیآمپر است. در حداکثر Ts برابر 125 درجه سلسیوس، حداکثر IF به 500 میلیآمپر کاهش مییابد. این منحنی همچنین مشخص میکند که دستگاه نباید زیر 50 میلیآمپر کار کند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
این LED از یک بستهبندی سرامیکی دستگاه سطحنصب (SMD) استفاده میکند. در حالی که ابعاد خاص در متن ارائه شده جزئیات داده نشده است، یک دیتاشیت معمولی شامل یک نقشه مکانیکی دقیق با طول، عرض، ارتفاع و موقعیتهای پایه/پد خواهد بود. ساختار سرامیکی در مقایسه با بستهبندیهای پلاستیکی، رسانایی حرارتی برتری ارائه میدهد که مستقیماً از مقاومت حرارتی کم و قابلیت توان بالا پشتیبانی میکند. سطح حساسیت رطوبت (MSL) در درجه 2 درجهبندی شده است که نشان میدهد قطعه میتواند تا یک سال در<دمای 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60% نگهداری شود قبل از اینکه نیاز به پخت قبل از لحیمکاری ریفلو داشته باشد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پد لحیمکاری و پروفیل ریفلو توصیه شده
یک طرح پد لحیمکاری توصیه شده ارائه شده است تا اتصال الکتریکی قابل اطمینان و انتقال حرارت بهینه از بستهبندی به PCB را تضمین کند. رعایت این طرح برای عملکرد و قابلیت اطمینان حیاتی است. پروفیل لحیمکاری ریفلو مشخص شده است تا دمای اوج 260 درجه سلسیوس را تحمل کند. این پروفیل مراحل پیشگرم، خیساندن، ریفلو و خنکسازی را با محدودیتهای زمانی و دمایی خاص برای جلوگیری از شوک حرارتی و اطمینان از تشکیل صحیح اتصال لحیمکاری بدون آسیب به قطعه LED جزئیات میدهد.
6.2 ملاحظات استفاده
ملاحظات عمومی شامل اجتناب از تنش مکانیکی روی بستهبندی، جلوگیری از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در حین جابجایی (علیرغم درجه 8 کیلوولت آن) و اطمینان از اینکه فرآیند لحیمکاری از پروفیل مشخص شده فراتر نرود، میشود. همچنین نگهداری صحیح مطابق با درجه MSL برای جلوگیری از "پف کردن" در حین ریفلو ضروری است.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
بخش اطلاعات بستهبندی جزئیات نحوه عرضه قطعات را شرح میدهد که معمولاً روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار است. اطلاعات سفارش، ساختار شماره قطعه را روشن میکند. بر اساس شماره ارائه شده "ALFS2G-C010001H-AM\"
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. |