انتخاب زبان

مشخصات LED قرمز 0402 - ابعاد 1.0x0.5x0.4 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 1.6-2.4 ولت - توان 48 میلی‌وات - برگه اطلاعات فنی

مشخصات فنی دقیق برای چیپ LED قرمز 0402، شامل ویژگی‌های الکتریکی و نوری، سیستم دسته‌بندی (binning)، منحنی‌های عملکرد، بسته‌بندی و راهنمای لحیم‌کاری.
smdled.org | PDF Size: 1.0 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - مشخصات LED قرمز 0402 - ابعاد 1.0x0.5x0.4 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 1.6-2.4 ولت - توان 48 میلی‌وات - برگه اطلاعات فنی

فهرست مطالب

1. مرور کلی محصول

1.1 توضیحات عمومی

این LED یک دیود نوری قرمز نصب سطحی است که با استفاده از چیپ قرمز ساخته شده است. ابعاد بسته 1.0 میلی‌متر × 0.5 میلی‌متر × 0.4 میلی‌متر است که آن را برای طراحی‌های فشرده مناسب می‌سازد. زاویه دید گسترده‌ای ارائه می‌دهد و با فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT سازگار است. این قطعه برای کاربردهای نشانگر و نمایش عمومی طراحی شده است.

1.2 ویژگی‌ها

1.3 کاربردها

2. پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در دمای اتصال ۲۵ درجه سانتی‌گراد و جریان پیشرو ۵ میلی‌آمپر)

پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری زیر در جریان پیشرو ۵ میلی‌آمپر و دمای محیط ۲۵ درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند:

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

برای جلوگیری از آسیب، LED نباید فراتر از محدودیت‌های زیر کار کند:

3. سیستم دسته‌بندی (Binning)

3.1 دسته‌بندی ولتاژ

ولتاژ پیشرو از طریق دسته‌بندی به دقت کنترل می‌شود تا عملکرد ثابت در مدارهای سری و موازی تضمین شود. هشت دسته ولتاژ از ۱.۶ ولت تا ۲.۴ ولت وجود دارد که هر کدام یک پنجره ۰.۱ ولتی را پوشش می‌دهد. کدهای دسته عبارتند از A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2.

3.2 دسته‌بندی طول موج

طول موج غالب برای برآوردن نیازهای رنگی خاص به سه گروه دسته‌بندی می‌شود: F00 (۶۲۵–۶۳۰ نانومتر، قرمز تیره)، G00 (۶۳۰–۶۳۵ نانومتر، قرمز استاندارد)، H00 (۶۳۵–۶۴۰ نانومتر، قرمز کمی بلندتر).

3.3 دسته‌بندی شدت روشنایی

شدت روشنایی به شش دسته تقسیم می‌شود تا انعطاف‌پذیری در انتخاب روشنایی فراهم شود. دسته‌ها از A00 (کمترین) تا F00 (بیشترین) با مقادیر از ۸ میلی‌کندل تا ۱۰۰ میلی‌کندل متغیر هستند.

4. منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی یک رابطه لگاریتمی را نشان می‌دهد: با افزایش جریان پیشرو، ولتاژ پیشرو نیز به تدریج افزایش می‌یابد. در ۵ میلی‌آمپر، ولتاژ معمولی بسته به دسته حدود ۱.۸–۲.۰ ولت است.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

خروجی نور نسبی با جریان پیشرو افزایش می‌یابد. منحنی تا ۲۰ میلی‌آمپر تقریباً خطی است که نشان‌دهنده کارایی خوب در جریان‌های رانش معمولی است.

4.3 دمای پایه در مقابل شدت نسبی

با افزایش دمای پایه، شدت نسبی کاهش می‌یابد. در دمای ۸۵ درجه سانتی‌گراد، شدت ممکن است بسته به جریان به حدود ۸۰–۹۰٪ مقدار در ۲۵ درجه سانتی‌گراد کاهش یابد.

4.4 دمای پایه در مقابل جریان پیشرو

دماهای بالاتر نیاز به کاهش ظرفیت جریان پیشرو برای جلوگیری از تجاوز از حداکثر دمای اتصال دارند.

4.5 جریان پیشرو در مقابل طول موج غالب

افزایش جریان پیشرو باعث تغییر جزئی در طول موج غالب می‌شود، معمولاً چند نانومتر به سمت طول موج‌های بلندتر.

4.6 شدت نسبی در مقابل طول موج

طیف انتشار دارای یک قله در حدود ۶۲۵–۶۴۰ نانومتر با نیم‌عرض ۱۵ نانومتر است که یک رنگ قرمز باریک را فراهم می‌کند.

4.7 الگوی تابش

نمودار تابش یک زاویه گسترده ۱۴۰ درجه را نشان می‌دهد که LED را برای روشنایی ناحیه گسترده در کاربردهای نشانگر مناسب می‌سازد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته LED دارای ابعاد 1.0 میلی‌متر × 0.5 میلی‌متر × 0.4 میلی‌متر (طول × عرض × ارتفاع) است. نمای بالا دو الکترود را نشان می‌دهد: آند و کاتد. نمای پایین لنت‌های لحیم با اندازه‌های مختلف برای شناسایی آسان را نشان می‌دهد. قطبیت با یک شکاف یا نقطه روی سطح بالا مشخص شده است.

5.2 قطبیت و الگوهای لحیم‌کاری

الگوی لحیم‌کاری توصیه شده شامل دو لنت است: یکی برای آند (بزرگتر) و یکی برای کاتد (کوچکتر). تراز مناسب قطبیت صحیح را تضمین می‌کند. ابعاد طرح در برگه اطلاعات ارائه شده است: 0.6 میلی‌متر برای هر لنت با فاصله 0.5 میلی‌متر.

5.3 ابعاد نوار و قرقره

نوار حامل از عرض 8 میلی‌متر با گام 2.00 میلی‌متر برای جیب‌های قطعه استفاده می‌کند. قطر قرقره 178 میلی‌متر با عرض 8.0 میلی‌متر است. هر قرقره شامل 4000 عدد قطعه است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 لحیم‌کاری رفلو SMT

پروفایل رفلو توصیه شده شامل نرخ افزایش دما تا 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه، پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60–120 ثانیه، و سپس افزایش به دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد (حداکثر) به مدت 10 ثانیه است. خنک‌کاری با نرخ حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه. زمان کل از 25 درجه سانتی‌گراد تا پیک نباید از 8 دقیقه تجاوز کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه لحیم با دمای زیر 300 درجه سانتی‌گراد استفاده کرده و اتصال را در کمتر از 3 ثانیه کامل کنید. تنها یک عملیات لحیم‌کاری دستی در هر LED مجاز است.

6.3 تعمیر و بازکاری

تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب‌ناپذیر، از هویه لحیم دو سر استفاده کرده و اطمینان حاصل کنید که ویژگی‌های LED تحت تأثیر قرار نگرفته است. از اعمال تنش مکانیکی در حین خنک‌کاری خودداری کنید.

6.4 هشدارهای عمومی

LEDها را روی نواحی تاب‌خورده PCB نصب نکنید. پس از لحیم‌کاری، تاب برداشتن برد یا اعمال لرزش ممنوع است. خنک‌کاری سریع پس از رفلو مجاز نیست.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

بسته‌بندی استاندارد 4000 قطعه در هر قرقره در نوار حامل 8 میلی‌متر است. نوار دارای سوراخ‌های تغذیه و یک نوار پوششی بالا است. قرقره با شماره قطعه، شماره لات، کدهای دسته، تعداد و تاریخ برچسب‌گذاری شده است.

7.2 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

LEDها در کیسه‌های مانع رطوبت با مواد خشک‌کننده حمل می‌شوند تا سطح رطوبت پایین حفظ شود. سطح MSL 3 ایجاب می‌کند که پس از باز کردن، قطعات باید ظرف 168 ساعت در صورت نگهداری در ≤30°C/60%RH استفاده شوند. در صورت تجاوز از محدودیت زمانی، پخت در 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت لازم است.

7.3 خلاصه تست‌های قابلیت اطمینان

این محصول تست‌های استاندارد قابلیت اطمینان شامل لحیم‌کاری رفلو (260 درجه سانتی‌گراد، 10 ثانیه، 2 سیکل)، چرخه دمایی (40- درجه سانتی‌گراد تا 100 درجه سانتی‌گراد، 100 سیکل)، شوک حرارتی (40- درجه سانتی‌گراد / 100 درجه سانتی‌گراد، 300 سیکل)، نگهداری در دمای بالا (100 درجه سانتی‌گراد، 1000 ساعت)، نگهداری در دمای پایین (40- درجه سانتی‌گراد، 1000 ساعت) و تست عمر (25 درجه سانتی‌گراد، 5 میلی‌آمپر، 1000 ساعت) را با موفقیت پشت سر گذاشته است. معیارهای خرابی به صورت تغییر VF بیش از 10٪، IR بیش از 2 برابر حد، یا کاهش شدت بیش از 30٪ تعریف شده است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی نمونه

برای کاربردهای نشانگر، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده شود. به عنوان مثال، در منبع تغذیه 5 ولت و جریان 5 میلی‌آمپر، مقاومتی حدود 640 اهم (برای VF≈1.8V) مناسب است. برای روشنایی بیشتر، جریان را تا 20 میلی‌آمپر با مدیریت حرارتی مناسب افزایش دهید.

8.2 حفاظت ESD

LED دارای ولتاژ تحمل ESD 2000 ولت (HBM) است. با این حال، اقدامات احتیاطی استاندارد ESD (زمین‌کردن، بند مچی، یونیزه‌کننده) در حین حمل و مونتاژ توصیه می‌شود.

8.3 طراحی حرارتی

اگرچه مقاومت حرارتی نسبتاً بالا است (450 درجه سانتی‌گراد بر وات)، توان مصرفی پایین به معنای قابل مدیریت بودن گرما است. از تماس خوب اتصال لحیم اطمینان حاصل کرده و از قرار دادن LED در نزدیکی منابع حرارتی پرقدرت خودداری کنید.

9. مقایسه فنی

9.1 مقایسه با LEDهای قرمز 0402 استاندارد

این LED زاویه دید گسترده‌تری (140 درجه) در مقایسه با دستگاه‌های معمولی 120 درجه ارائه می‌دهد. گزینه‌های دسته‌بندی دقیق امکان ثبات رنگ و روشنایی بهتر را فراهم می‌کند. رتبه ESD 2 کیلوولت از بسیاری از LEDهای استاندارد (معمولاً 1 کیلوولت) بالاتر است. مقاومت حرارتی قابل مقایسه با بسته‌های مشابه است.

10. سوالات متداول

10.1 جریان پیشرو توصیه شده چیست؟

جریان تست معمولی 5 میلی‌آمپر است، اما LED را می‌توان به طور پیوسته تا 20 میلی‌آمپر راند. برای پالس، تا 60 میلی‌آمپر با چرخه وظیفه 10٪.

10.2 چگونه LEDها را پس از باز کردن کیسه نگهداری کنم؟

در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت ≤60٪ RH نگهداری کنید. ظرف 168 ساعت استفاده کنید. در صورت عدم استفاده، قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.

10.3 آیا می‌توانم از این LEDها در کاربردهای خارجی استفاده کنم؟

محدوده دمای کار 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که در صورت محافظت مناسب در برابر رطوبت و تنش مکانیکی، برای بسیاری از کاربردهای خارجی مناسب است.

11. نمونه‌های کاربردی عملی

11.1 نشانگر وضعیت روی قاب گوشی هوشمند

یک LED قرمز 0402 برای نشان دادن وضعیت شارژ استفاده می‌شود. با جریان 5 میلی‌آمپر، دید کافی را فراهم می‌کند. زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که نشانگر از زوایای مختلف دیده می‌شود.

11.2 دکمه فشاری با نور پس‌زمینه در کنسول خودرو

چندین LED 0402 در پشت یک نماد قرار می‌گیرند تا نور پس‌زمینه قرمز یکنواخت ایجاد کنند. اندازه جمع‌وجور امکان تراکم بالا را فراهم می‌کند.

12. اصل عملکرد

12.1 اصل کار LED قرمز

LED مبتنی بر یک اتصال نیمه‌هادی ساخته شده از مواد گسیل‌کننده قرمز (معمولاً AlGaInP یا GaAsP) است. هنگامی که بایاس مثبت اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و فوتون‌هایی با انرژی متناظر با محدوده طول موج قرمز (625–640 نانومتر) گسیل می‌کنند. شدت متناسب با جریان است. چیپ در یک بسته اپوکسی شفاف یا سیلیکون محصور شده است که نور را به سمت بیرون هدایت می‌کند.

13. روندهای توسعه

13.1 کوچک‌سازی و کارایی بالاتر

روند در بسته‌بندی LED به سمت ردپای کوچک‌تر مانند 0402 و حتی 0201 بدون کاهش روشنایی یا قابلیت اطمینان است. پیشرفت‌ها در طراحی چیپ و فناوری فسفر (برای LEDهای سفید) همچنان کارایی را افزایش می‌دهند. برای LEDهای قرمز، ساختارهای بهبود یافته AlGaInP منجر به کارایی نوری بالاتر و پایداری دمایی بهتر شده است. توسعه‌های آینده ممکن است شامل حفاظت ESD یکپارچه و قابلیت توان بالاتر در بسته‌های کوچک باشد.

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.