LED سفید پرقدرت 3.0x3.0x0.55 میلیمتر - ولتاژ پیشرو 5.8-7.2V - توان 2.16W - دیتاشیت فنی

1. نمای کلی محصول

این LED سفید پرقدرت با استفاده از یک تراشه آبی و فسفر برای تولید نور سفید ساخته شده است. این قطعه در یک بسته EMC (ترکیب قالب اپوکسی) با ابعاد 3.0 میلیمتر × 3.0 میلیمتر × 0.55 میلیمتر قرار دارد و راهحلی فشرده و مقاوم برای کاربردهای روشنایی پرمطالعه ارائه میدهد. ویژگیهای کلیدی شامل زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه، مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیمکاری و در دسترس بودن روی نوار و قرقره برای قراردادن خودکار است. این LED مطابق با RoHS است و سطح حساسیت به رطوبت 3 دارد. کاربردهای معمول شامل نور پسزمینه LCD، تلویزیون یا مانیتور؛ روشنایی سوئیچ و نماد؛ نشانگرهای نوری؛ نمایشگرهای داخلی؛ کاربردهای لوله نوری و استفاده عمومی است. با محدوده ولتاژ پیشرو 5.8 ولت تا 7.2 ولت در 300 میلیآمپر و شار نوری 140 تا 220 لومن، این LED روشنایی بالا را با حفظ عملکرد قابل اعتماد ارائه میدهد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگیهای الکتریکی/نوری (در دمای لحیم 25 درجه سانتیگراد)

جدول زیر پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری اندازهگیری شده در دمای لحیم 25 درجه سانتیگراد و جریان پیشرو 300 میلیآمپر را خلاصه میکند:

• ولتاژ پیشرو (VF):حداقل 5.8 ولت، معمول 6.0 ولت (از نمودار)، حداکثر 7.2 ولت.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=10 ولت.
• شار نوری (Φ):حداقل 140 لومن، معمول 180 لومن، حداکثر 220 لومن.
• زاویه دید (2θ1/2):معمول 120 درجه.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):معمول 12 درجه سانتیگراد بر وات.

حداکثر رتبهبندی مطلق: توان اتلاف 2160 میلیوات، جریان پیشرو 300 میلیآمپر، جریان پیشرو پیک 450 میلیآمپر (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه)، ولتاژ معکوس 10 ولت، ESD (HBM) 2000 ولت، دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتیگراد، دمای ذخیرهسازی 40- تا 100+ درجه سانتیگراد، دمای اتصال 115 درجه سانتیگراد.

2.2 محدوده بین ولتاژ پیشرو و شار نوری

در IF=300 میلیآمپر، ولتاژ پیشرو به محدودههایی از 5.8-6.0 ولت (بین TB) تا 7.0-7.2 ولت (بین TN) دستهبندی میشود. شار نوری از 140-145 لومن (بین T140) تا 240-245 لومن (بین T240) دستهبندی میشود. کد دقیق بین ترکیبی از بینهای ولتاژ و شار است که به مشتریان امکان انتخاب قطعات با ویژگیهای خاص را میدهد. نمودار رنگی CIE چندین بین رنگی (D00، D01، ...، H00، H01، ...، K00، K01، ...، T00، T01، ...) برای دستیابی به مختصات رنگ سفید ثابت فراهم میکند. هر بین دارای مختصات گوشه CIE-x و CIE-y دقیقی است که در جدول 1-4 ذکر شده است و کنترل دقیق رنگ را تضمین میکند.

3. تحلیل منحنی عملکرد

3.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

ولتاژ پیشرو با جریان پیشرو افزایش مییابد. در 5.5 ولت جریان نزدیک صفر است؛ در 7 ولت جریان به حدود 300 میلیآمپر میرسد. این رابطه برای LEDهای پرقدرت معمول است و نیاز به تنظیم جریان به جای رانش ولتاژ را نشان میدهد.

3.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نسبی به صورت خطی با جریان پیشرو از 0 تا 300 میلیآمپر افزایش مییابد و در 300 میلیآمپر به حدود 100% میرسد. این نشاندهنده کارایی خوب و خروجی قابل پیشبینی است.

3.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی

با افزایش دمای لحیم از 25 درجه سانتیگراد به 115 درجه سانتیگراد، شدت نسبی کمی کاهش یافته و به حدود 85% میرسد. طراحان باید کاهش حرارتی را در نظر بگیرند تا خروجی نور حفظ شود.

3.4 دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو

حداکثر جریان پیشرو مجاز با افزایش دمای لحیم کاهش مییابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود. در Ts=25 درجه سانتیگراد حداکثر جریان 300 میلیآمپر است؛ در 85 درجه سانتیگراد به حدود 200 میلیآمپر کاهش مییابد. این کاهش برای عملکرد قابل اعتماد حیاتی است.

3.5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم

ولتاژ پیشرو با افزایش دما کمی کاهش مییابد (تقریباً -2 میلیولت بر درجه سانتیگراد). از 20 درجه سانتیگراد تا 120 درجه سانتیگراد، VF از حدود 6.20 ولت به 6.02 ولت کاهش مییابد.

3.6 نمودار تابش

این LED دارای زاویه دید گسترده 120 درجه است. شدت نور نسبی از 60- درجه تا 60+ درجه بالای 50% باقی میماند و در 90± درجه به نزدیک صفر میرسد. این قطعه را برای کاربردهای نیازمند روشنایی گسترده ایدهآل میسازد.

3.7 مختصات رنگی در مقابل دمای لحیم

مختصات CIE x و y با دما کمی تغییر میکنند. با افزایش دما از 25 درجه سانتیگراد به 85 درجه سانتیگراد، نقطه سفید کمی به سمت مقادیر بالاتر x و y (رنگ گرمتر) حرکت میکند. این تغییر باید در طراحیهای حساس به رنگ در نظر گرفته شود.

3.8 توزیع طیف

شدت انتشار نسبی در نزدیکی 450 نانومتر (آبی) و 560 نانومتر (زرد-سبز فسفر) پیک دارد، با یک طیف گسترده که 400-700 نانومتر را پوشش میدهد. نور سفید از ترکیب انتشار تراشه آبی و فسفر زرد ایجاد میشود.

4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی

4.1 ابعاد بسته

بسته 3.00 میلیمتر × 3.00 میلیمتر با ارتفاع تقریباً 0.55 میلیمتر اندازهگیری میشود. نمای بالا دو پد تماس (آند و کاتد) با ابعاد 1.45 میلیمتر × 0.46 میلیمتر را نشان میدهد. نمای پایین همان پدها را با علامتگذاری اضافی نشان میدهد. قطبیت توسط یک شکاف یا علامت روی بسته مشخص میشود (شکل 1-4 را ببینید). الگوهای لحیمکاری استفاده از پدهایی با ابعاد 2.26 میلیمتر × 0.69 میلیمتر با فاصله 0.46 میلیمتر بین آنها برای تشکیل اتصال لحیم بهینه را توصیه میکند. تمام ابعاد دارای تحمل ±0.2 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

4.2 نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل با گام P1=4.0 میلیمتر و P2=2.0 میلیمتر بستهبندی میشوند. عرض نوار 8.0 میلیمتر با جیبهایی با اندازه A0=3.2±0.1 میلیمتر، B0=3.3±0.1 میلیمتر و K0=1.4±0.1 میلیمتر است. قرقره دارای قطر خارجی 178 میلیمتر، قطر توپی داخلی 59 میلیمتر و عرض 16.9 میلیمتر است. هر قرقره شامل 5000 قطعه است.

4.3 برچسبگذاری و مانع رطوبت

برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کدهای بین برای شار (Ф)، رنگی (XY)، ولتاژ پیشرو (VF)، طول موج (WLD)، تعداد (QTY) و تاریخ (DATE) است. بسته در یک کیسه مانع رطوبت با خشککننده مهر و موم شده و یک برچسب هشدار ESD به آن چسبانده شده است.

5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ

5.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو

یک پروفیل لحیمکاری ریفلو معمول توصیه میشود: پیشگرم از 150 درجه سانتیگراد به 200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه، افزایش با حداکثر 3 درجه سانتیگراد/ثانیه تا دمای پیک 260 درجه سانتیگراد (حداکثر 10 ثانیه بالای 255 درجه سانتیگراد) و خنکشدن با حداکثر 6 درجه سانتیگراد/ثانیه. کل زمان از 25 درجه سانتیگراد تا پیک نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. لحیمکاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

5.2 لحیمکاری دستی و تعمیر

لحیمکاری دستی باید در دمای هویه زیر 300 درجه سانتیگراد به مدت کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار انجام شود. تعمیر توصیه نمیشود؛ در صورت اجتنابناپذیری، از هویه دو سر استفاده کنید و یکپارچگی LED را از پیش تأیید کنید.

5.3 هشدارها

محفظه سیلیکونی نرم است؛ از فشار بیش از حد روی سطح بالایی خودداری کنید. LEDها را روی مناطق تابیده PCB نصب نکنید. پس از لحیمکاری، از اعمال تنش مکانیکی یا خنکسازی سریع خودداری کنید.

6. اطلاعات بستهبندی و سفارش

بستهبندی استاندارد 5000 عدد در هر قرقره است. ابعاد جعبه مقوایی و فرآیند بستهبندی در مشخصات محصول نشان داده شده است. فرمت برچسب شامل تمام کدهای ردیابی لازم است. محصول در یک فرآیند بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت با کیسه مانع رطوبت مهر و موم شده و حفاظت ESD ارسال میشود.

7. توصیههای کاربردی

کاربردهای معمول شامل نور پسزمینه LCD، نمایشگرهای داخلی، لولههای نوری و روشنایی عمومی است. برای عملکرد بهینه، از یک درایور جریان ثابت برای حفظ جریان پیشرو در 300 میلیآمپر استفاده کنید. مدیریت حرارتی را با اتصال LED به PCB با هسته فلزی (MCPCB) با هیت سینک خوب در نظر بگیرید. دمای اتصال نباید از 115 درجه سانتیگراد تجاوز کند. در طراحی مدار، از مقاومتهای سری برای متعادل کردن جریان در رشتههای موازی استفاده کنید. از قرار گرفتن LED در معرض محیطهای با گوگرد بالا (>100 ppm) یا ترکیبات هالوژن (>900 ppm برای هر Br و Cl) خودداری کنید. در صورت نیاز از الکل ایزوپروپیل برای تمیزکاری استفاده کنید؛ تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمیشود.

8. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای سفید استاندارد 2835 یا 3030، این قطعه ولتاژ پیشرو بالاتری (5.8-7.2 ولت در مقابل 3 ولت معمول) ارائه میدهد که نشاندهنده چندین تراشه سری است و تراکم توان بالاتری را ممکن میسازد. زاویه دید 120 درجه از بسیاری از LEDهای پرقدرت (اغلب 110 درجه) گستردهتر است. بسته EMC مقاومت به رطوبت و پایداری دمای بالا بهتری نسبت به بستههای سنتی PPA ارائه میدهد. بازده نوری حدود 60-80 لومن بر وات در 300 میلیآمپر برای LEDهای سفید پرقدرت رقابتی است. بینبندی دقیق در رنگی (چندین بین D، H، K، T) سازگاری رنگ را در سراسر لاتهای تولید تضمین میکند.

9. پرسشهای متداول

پرسش: جریان پیشرو توصیهشده چیست؟ پاسخ: حداکثر رتبهبندی مطلق 300 میلیآمپر DC است؛ برای بهترین کارایی و طول عمر، در 280-300 میلیآمپر با هیت سینک مناسب عمل کنید.

پرسش: آیا این LED میتواند با جریان بالاتر رانده شود؟ پاسخ: جریان پیک تا 450 میلیآمپر در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه، اما جریان متوسط نباید از 300 میلیآمپر تجاوز کند.

پرسش: دما چگونه بر رنگ تأثیر میگذارد؟ پاسخ: رنگی با افزایش دما کمی تغییر میکند (x,y افزایش مییابد)؛ برای کاربردهای حساس به رنگ، خنکسازی فعال یا فیدبک را در نظر بگیرید.

پرسش: شرایط ذخیرهسازی چیست؟ پاسخ: قبل از باز کردن کیسه مانع رطوبت، در دمای<30 درجه سانتیگراد /<75% رطوبت نسبی تا 1 سال. پس از باز کردن، ظرف 24 ساعت در دمای<30 درجه سانتیگراد /<60% رطوبت نسبی مصرف شود. اگر از این زمان تجاوز شد، به مدت 24 ساعت در 65±5 درجه سانتیگراد پخت کنید.

پرسش: چه حلالهای تمیزکاری ایمن هستند؟ پاسخ: الکل ایزوپروپیل توصیه میشود؛ از حلالهایی که ممکن است سیلیکون یا بسته را حل کنند خودداری کنید.

10. موارد کاربردی عملی

در یک واحد نور پسزمینه برای یک صفحه نمایش LCD 10 اینچی، استفاده از 12 عدد از این LEDها به صورت سری با یک درایور جریان ثابت در 300 میلیآمپر، شار کل تقریباً 2000 لومن را فراهم میکند که برای یک نمایشگر روشن کافی است. زاویه دید گسترده روشنایی یکنواخت را در سراسر صفحه تضمین میکند. در یک لامپ لوله ای بازسازی شده، 24 LED روی یک PCB خطی با هیت سینک مناسب میتوانند جایگزین یک لوله فلورسنت 20 وات شوند و بیش از 3500 لومن با بهرهوری انرژی بهتر و عمر طولانیتر ارائه دهند. برای تابلوهای داخلی، آرایهها با فاصلهگذاری مناسب و اپتیک لنز به روشنایی بالا با حداقل سایه دست مییابند.

11. اصل عملکرد

این LED سفید از یک تراشه آبی InGaN (نیترید گالیوم ایندیم) استفاده میکند که در حدود 450 نانومتر منتشر میکند. تراشه با یک لایه فسفر (معمولاً YAG:Ce یا مشابه) پوشانده شده است که نور آبی را جذب کرده و در یک طیف زرد-سبز گسترده بازنشر میدهد. ترکیب نور آبی عبور کرده و نور زرد تبدیل شده توسط فسفر، نور سفید تولید میکند. مختصات CIE را میتوان با تنظیم ترکیب و غلظت فسفر تنظیم کرد. LED در سیلیکون محصور شده است تا از تراشه و فسفر محافظت کند و اتصال نوری را فراهم کند.

12. روندهای توسعه

روند در LEDهای سفید پرقدرت به سمت بازده نوری بالاتر (>150 لومن بر وات در سطح تراشه)، بهبود نمایش رنگ (CRI>90) و بستههای کوچکتر برای طرحهای فشرده است. بستههای EMC به دلیل پایداری حرارتی و قابلیت اطمینان بهتر، جایگزین PPA میشوند. فناوریهای جدید فسفر، مانند فسفرهای نیترید و فلورید، طیف رنگ گستردهتر و CRI بالاتر را ممکن میسازند. ادغام چندین تراشه به صورت سری (همانطور که در این قطعه کلاس 6 ولت دیده میشود) امکان رانش ولتاژ بالاتر را برای کاهش جریان و تلفات I²R فراهم میکند. توسعههای آینده شامل بستهبندی در مقیاس تراشه (CSP) و طرحهای تراشه معکوس برای مسیر حرارتی بهتر و هزینه کمتر است.