ال‌ایی‌دی قرمز 3030 - ابعاد 3.0x3.0x0.55 میلی‌متر - ولتاژ 2.0-2.6 ولت - توان 520 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. بررسی کلی محصول

1.1 توضیحات عمومی

این ال‌ایی‌دی قرمز با استفاده از فناوری AlGaInP روی زیرلایه ساخته شده است و بازده و روشنایی بالایی را فراهم می‌کند. بسته از نوع EMC با ابعاد 3.0 میلی‌متر در 3.0 میلی‌متر در 0.55 میلی‌متر است که امکان طراحی فشرده و عملکرد حرارتی خوب را فراهم می‌کند. این قطعه برای کاربردهای خودرویی طراحی شده و با استانداردهای قابلیت اطمینان AEC-Q102 مطابقت دارد.

1.2 ویژگی‌ها

• بسته EMC برای عملکرد مقاوم
• زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری
• موجود به صورت نوار و قرقره برای قرارگیری خودکار
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 2
• مطابق با RoHS
• دارای گواهی AEC-Q102 برای درجه خودرویی

1.3 کاربردها

این ال‌ایی‌دی برای روشنایی خودرو، هم داخلی و هم خارجی، در نظر گرفته شده است. مثال‌ها شامل نشانگرهای داشبورد، چراغ‌های نقشه، چراغ‌های ترمز، چراغ‌های راهنما و نورپردازی محیطی می‌شود.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

در جریان تست 150 میلی‌آمپر و دمای لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد، ولتاژ پیشرو (VF) از 2.0 ولت تا 2.6 ولت متغیر است و به دلیل binning مقدار معمولی مشخص نشده است. جریان معکوس (IR) در 5 ولت کمتر از 10 میکروآمپر است. شار نوری (Φ) از 17.7 لومن تا 24.2 لومن متغیر است. طول موج غالب (λD) بین 627.5 نانومتر و 635 نانومتر است که مشخصه نور قرمز است. زاویه دید (2θ1/2) 120 درجه است که پرتو گسترده‌ای را فراهم می‌کند. مقاومت حرارتی از اتصال به لحیم (Rth JS real) به طور معمول 40 درجه سانتی‌گراد بر وات است و حداکثر 55 درجه سانتی‌گراد بر وات؛ مقاومت حرارتی الکتریکی به طور معمول 23 درجه سانتی‌گراد بر وات و حداکثر 31 درجه سانتی‌گراد بر وات است.

2.2 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

حداکثر رتبه‌بندی مطلق در دمای لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد: توان اتلافی (PD) 520 میلی‌وات، جریان پیشرو (IF) 200 میلی‌آمپر، جریان پیشرو پیک (IFP) 350 میلی‌آمپر (چرخه وظیفه 10٪، عرض پالس 10 میلی‌ثانیه)، ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت، ESD (HBM) 2000 ولت، محدوده دمای عملیاتی 40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد، دمای ذخیره‌سازی 40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد، دمای اتصال (TJ) 150 درجه سانتی‌گراد. بسیار مهم است که هرگز از این محدودیت‌ها تجاوز نکنید تا از آسیب جلوگیری شود.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مقاومت حرارتی یک پارامتر کلیدی برای قابلیت اطمینان LED است. مقاومت حرارتی واقعی (Rth JS real) هر دو مسیر رسانایی و همرفتی را در نظر می‌گیرد. مقاومت حرارتی الکتریکی (Rth JS el) از اندازه‌گیری‌های الکتریکی به دست می‌آید. برای پایین نگه داشتن دمای اتصال زیر حداکثر، نیاز به اتلاف حرارت مناسب است. بازده تبدیل فوتوالکتریک در 25 درجه سانتی‌گراد در حالت پالس 45٪ است.

3. سیستم Binning

3.1 Bins ولتاژ پیشرو

در 150 میلی‌آمپر، ولتاژ پیشرو به صورت زیر bin می‌شود: C0: 2.0-2.2 ولت، D0: 2.2-2.4 ولت، E0: 2.4-2.6 ولت.

3.2 Bins شار نوری

Bins شار نوری: JB: 17.7-19.6 لومن، KA: 19.6-21.8 لومن، KB: 21.8-24.2 لومن.

3.3 Bins طول موج غالب

Bins طول موج غالب: F2: 627.5-630 نانومتر، G1: 630-632.5 نانومتر، G2: 632.5-635 نانومتر.

4. تحلیل منحنی عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی I-V رابطه نمایی معمولی را نشان می‌دهد. در جریان کم (30 میلی‌آمپر)، ولتاژ حدود 1.9 ولت است؛ در 200 میلی‌آمپر، ولتاژ به حدود 2.6 ولت می‌رسد. این منحنی برای طراحی مدارهای درایور ضروری است.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شار نوری نسبی

شار نوری نسبی با افزایش جریان پیشرو تا حدود 150 میلی‌آمپر تقریباً خطی افزایش می‌یابد و سپس شروع به اشباع می‌کند. در 200 میلی‌آمپر، شار نسبی حدود 80٪ بیشتر از 100 میلی‌آمپر است. این نشان‌دهنده افت در جریان‌های بالا است.

4.3 دمای اتصال در مقابل شار نوری نسبی

با افزایش دمای اتصال، شار نوری نسبی کاهش می‌یابد. در 125 درجه سانتی‌گراد، شار حدود 60٪ از مقدار در 25 درجه سانتی‌گراد است. این افت حرارتی باید در طراحی حرارتی در نظر گرفته شود.

4.4 دمای لحیم‌کاری در مقابل جریان پیشرو

این منحنی حداکثر جریان پیشرو مجاز را در مقابل دمای لحیم‌کاری نشان می‌دهد. در 25 درجه سانتی‌گراد، جریان می‌تواند 200 میلی‌آمپر باشد؛ در 125 درجه سانتی‌گراد، برای جلوگیری از گرمای بیش از حد باید به حدود 50 میلی‌آمپر کاهش یابد.

4.5 تغییر ولتاژ در مقابل دمای اتصال

ولتاژ پیشرو با افزایش دما کاهش می‌یابد، تقریباً 2- میلی‌ولت بر درجه سانتی‌گراد. در 150 درجه سانتی‌گراد، VF نسبت به 25 درجه سانتی‌گراد حدود 0.3 ولت کاهش می‌یابد.

4.6 نمودار تابش

الگوی تابش توزیع گسترده‌ای شبیه به لامبرتی با حداکثر شدت در 0 درجه و شدت نیمه در 60± درجه نشان می‌دهد که زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند.

4.7 تغییر طول موج غالب در مقابل دمای اتصال

طول موج غالب کمی با دما تغییر می‌کند، حدود 0.03+ نانومتر بر درجه سانتی‌گراد، که در دماهای بالاتر باعث تغییر قرمز کوچک می‌شود.

4.8 توزیع طیف

طیف در حدود 630 نانومتر با پهنای کامل در نیمه حداکثر (FWHM) حدود 20 نانومتر اوج می‌گیرد. انتشار باریک است که به خلوص رنگ بالا کمک می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

طرح کلی بسته: 3.00 میلی‌متر در 3.00 میلی‌متر در 0.55 میلی‌متر. تلرانس‌ها مگر در موارد ذکر شده 0.2± میلی‌متر است. نقشه‌های دقیق نمای بالایی با علامت‌های کاتد و آند، نمای جانبی با ارتفاع و نمای پایینی با چیدمان پد را نشان می‌دهد.

5.2 الگوی لحیم‌کاری

ابعاد الگوی لحیم‌کاری توصیه شده: اندازه پد 0.65 میلی‌متر در 1.55 میلی‌متر، فاصله 2.30 میلی‌متر، با عرض کلی الگو 2.40 میلی‌متر. تراز مناسب قابلیت اطمینان اتصال لحیم را تضمین می‌کند.

5.3 قطبیت

قطبیت با علامتی روی بسته نشان داده می‌شود. کاتد معمولاً با یک بریدگی یا نقطه مشخص می‌شود. در هنگام مونتاژ جهت صحیح را رعایت کنید.

5.4 ابعاد نوار حامل

عرض نوار حامل 8.00 میلی‌متر و فاصله جیب‌ها 4.00 میلی‌متر است. قطعات با قطبیت رو به جهت خاصی جهت‌گیری می‌کنند. تلرانس‌ها 0.1± میلی‌متر است.

5.5 ابعاد قرقره

قطر قرقره 180 میلی‌متر، قطر توپی 60 میلی‌متر، عرض 12 میلی‌متر. هر قرقره شامل 4000 قطعه است.

5.6 مشخصات برچسب

برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin، شار نوری، bin رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج، تعداد و کد تاریخ است.

5.7 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

ال‌ایی‌دی‌ها در کیسه مانع رطوبت با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. پس از باز شدن، ظرف 24 ساعت استفاده کنید یا به مدت 24 ساعت در 60 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو SMT

پروفایل ریفلو بدون سرب توصیه شده: نرخ افزایش حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه، پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد حداکثر 60 ثانیه، دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه، نرخ خنک‌سازی حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه. کل زمان از 25 درجه سانتی‌گراد تا پیک نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. بیش از دو بار ریفلو نکنید و فاصله بین ریفلوها کمتر از 24 ساعت باشد.

6.2 تعمیر

تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. در صورت لزوم، از هویه لحیم‌کاری دو سر استفاده کنید. آزمایش کنید تا به ویژگی‌های LED آسیبی وارد نشود.

6.3 احتیاط‌ها

• محفظه سیلیکونی نرم است؛ از اعمال فشار روی سطح بالایی در هنگام جابجایی و قرارگیری خودکار خودداری کنید.
• روی PCB تابیده مونتاژ نکنید یا PCB را پس از لحیم‌کاری خم نکنید.
• از تنش مکانیکی یا لرزش در هنگام خنک‌سازی خودداری کنید.
• پس از ریفلو به سرعت قطعه را خنک نکنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 تعداد بسته‌بندی

بسته‌بندی استاندارد 4000 قطعه در هر قرقره است. سفارش‌های عمده در جعبه‌های مقوایی حاوی چندین قرقره بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 کد سفارش

شماره قطعه شامل سری محصول، بسته و گزینه‌های bin است. مشتریان می‌توانند bins مورد نظر را برای ولتاژ پیشرو، شار نوری و طول موج برای برآورده کردن نیازهای کاربردی مشخص کنند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

این LED برای روشنایی داخلی خودرو مانند چراغ‌های سقفی، چراغ‌های مطالعه و نورپردازی محیطی و همچنین روشنایی خارجی مانند چراغ‌های عقب، راهنما و ترمز ایده‌آل است. زاویه دید گسترده و روشنایی بالای آن برای تابلوهای نمایش و نورپردازی تزئینی نیز مناسب است.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی: از مساحت کافی مس PCB و ویای حرارتی برای پایین نگه داشتن دمای اتصال زیر 150 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید.
• تنظیم جریان: از درایور جریان ثابت با مقاومت سری یا IC درایور LED برای جلوگیری از تجاوز از حداکثر جریان استفاده کنید.
• حفاظت ESD: در صورت کار در محیط‌های با ESD بالا، از دستگاه‌های حفاظت ESD استفاده کنید.
• سازگاری مواد: از مواد حاوی گوگرد (>100 ppm)، برم (>900 ppm)، کلر (>900 ppm) یا هالوژن کل (>1500 ppm) در نزدیکی LED خودداری کنید، زیرا می‌توانند باعث خوردگی یا تغییر رنگ شوند.
• گازدهی: از چسب‌هایی که ترکیبات آلی فرار (VOC) منتشر می‌کنند که می‌توانند به لنز سیلیکونی نفوذ کنند، استفاده نکنید.

9. مقایسه فنی (اختیاری)

در مقایسه با LEDهای استاندارد پلاستیکی با پایه، این بسته EMC رسانایی حرارتی بهتر، اندازه کوچک‌تر و سازگاری با لحیم‌کاری ریفلو را ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه از بسیاری از LEDهای SMD استاندارد (معمولاً 110 درجه) بیشتر است. گواهی AEC-Q102 برای محیط‌های خودرویی سخت که دما و لرزش شدید است، اطمینان می‌دهد.

10. سوالات متداول

1. س: حداکثر جریان برای این LED چقدر است؟ ج: حداکثر جریان پیشرو مطلق 200 میلی‌آمپر DC یا 350 میلی‌آمپر پالسی (چرخه وظیفه 10٪، 10 میلی‌ثانیه) است.
2. س: آیا می‌توان از آن در محیط‌های با دمای بالا استفاده کرد؟ ج: محدوده دمای عملیاتی 40- تا 125+ درجه سانتی‌گراد است، اما کاهش جریان در دماهای بالا ضروری است (به منحنی کاهش مراجعه کنید).
3. س: شرایط ذخیره‌سازی چیست؟ ج: در کیسه مهر و موم اصلی در ≤30 درجه سانتی‌گراد و ≤75٪ رطوبت نسبی تا 1 سال نگهداری کنید؛ پس از باز شدن، ظرف 24 ساعت استفاده کنید یا در 60 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.
4. س: چند بار می‌توان آن را لحیم‌کاری ریفلو کرد؟ ج: حداکثر دو بار، با فاصله<24 ساعت.
5. س: آیا برای استفاده در فضای باز مناسب است؟ ج: بله، با محفظه مناسب، اما مطمئن شوید که بدون حفاظت در معرض مواد شیمیایی خشن یا اشعه ماوراء بنفش قرار نگیرد.

11. موارد عملی

در یک کاربرد چراغ ترمز خودرو، آرایه‌ای از 6-8 LED به صورت سری می‌تواند بیش از 100 لومن تولید کند که نیازهای روشنایی قانونی را برآورده می‌کند. با مدیریت حرارتی مناسب، LEDها خروجی نور پایدار را در طول عمر خودرو حفظ می‌کنند. مورد دیگر نورپردازی محیطی داخلی است که در آن زاویه دید گسترده روشنایی یکنواخت در سراسر کابین را تضمین می‌کند.

12. معرفی اصل

LED قرمز AlGaInP با بازترکیب الکترون-حفره در لایه فعال نیمه‌هادی کار می‌کند. سیستم مواد امکان تنظیم شکاف باند برای انتشار نور قرمز (حدود 630 نانومتر) را فراهم می‌کند. بسته EMC از تراشه محافظت می‌کند و در عین حال لنز نوری برای استخراج نور فراهم می‌کند. این قطعه به دلیل شکاف باند مستقیم، بازده کوانتومی بالایی دارد.

13. روندهای توسعه

روند در روشنایی خودرو به سمت LEDهای کوچک‌تر، کارآمدتر و قابل اطمینان‌تر است. بسته‌های EMC به دلیل استحکام خود در حال تبدیل شدن به استاندارد هستند. همچنین حرکتی به سمت شار نوری بالاتر در هر تراشه برای کاهش تعداد LEDهای مورد نیاز وجود دارد. علاوه بر این، ماژول‌های فوتونیک یکپارچه و روشنایی هوشمند با قابلیت‌های ارتباطی در حال ظهور هستند.