فهرست مطالب
- 1. نمای کلی محصول
- 2. تحلیل پارامترهای فنی
- 2.1 ویژگیهای الکتریکی/نوری (در دمای Ts=25°C)
- 2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
- 3. توضیح سیستم Bin
- 3.1 Binهای ولتاژ پیشرو و شار نوری (IF=5mA)
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- 4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
- 4.3 اثرات دما
- 4.4 توزیع طیفی
- 4.5 الگوی تابش
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 الگوهای لحیمکاری
- 5.3 شناسایی قطبیت
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلاو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 تعمیر
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات بستهبندی
- 7.2 اطلاعات برچسب
- 7.3 شرایط نگهداری
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 طراحی مدار
- 8.2 مدیریت حرارتی
- 8.3 سازگاری محیطی
- 8.4 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک
- 9. خلاصه آزمایش قابلیت اطمینان
- 10. سوالات متداول
- اصطلاحات مشخصات LED
- عملکرد نوربرقی
- پارامترهای الکتریکی
- مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
- بسته بندی و مواد
- کنترل کیفیت و دسته بندی
- آزمون و گواهینامه
1. نمای کلی محصول
RF-GW1608DS-DD-B0 یک LED سفید با عملکرد بالا است که برای کاربردهای نشاندهنده و روشنایی عمومی طراحی شده است. این LED از یک تراشه آبی ترکیب شده با فسفر زرد برای تولید نور سفید سرد استفاده میکند. در یک بسته مینیاتوری 1608 نصب سطحی (1.6mm x 0.8mm x 0.55mm) محصور شده است، این LED روشنایی عالی و زاویه دید گسترده را با مصرف توان پایین ارائه میدهد. ویژگیهای کلیدی شامل زاویه دید بسیار گسترده (140°)، سازگاری با فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT، مطابقت با RoHS و سطح حساسیت رطوبتی 3 است. LED برای نشانگرهای نوری، نور پسزمینه کلید و نماد، نمایشگرهای لوازم خانگی و سایر کاربردهای روشنایی عمومی ایدهآل است. با رتبهبندی جریان پیشرو 20mA (حداکثر 60mA پالسی) و توان اتلافی 68mW، عملکرد قابل اعتمادی را در محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتیگراد ارائه میدهد.
2. تحلیل پارامترهای فنی
2.1 ویژگیهای الکتریکی/نوری (در دمای Ts=25°C)
LED در جریان تست IF=5mA مشخص میشود. ولتاژ پیشرو (VF) به چندین bin از 2.6V تا 3.4V دستهبندی میشود. binهای F1-F2 محدوده 2.6-2.8V، G1-G2 2.8-3.0V، H1-H2 3.0-3.2V و I1-I2 3.2-3.4V را پوشش میدهند. VF معمولی بسته به bin حدود 2.7-3.1V است. شدت روشنایی (IV) در 5mA به صورت I00 (230-350 mcd)، J00 (350-530 mcd)، K00 (530-800 mcd) و L10 (800-1000 mcd) دستهبندی میشود. زاویه دید (2θ1/2) معمولاً 140° است. جریان معکوس (IR) در VR=5V کمتر از 10 μA است. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (RthJ-S) معمولاً 450 K/W است.
2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
در دمای محیط 25°C، LED نباید از موارد زیر تجاوز کند: توان اتلافی 68mW، جریان پیشرو 20mA، جریان پیشرو پیک (1/10 duty، پالس 0.1ms) 60mA، تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 1000V. محدوده دمای کاری 40- تا 85+°C، دمای ذخیرهسازی 40- تا 85+°C، دمای اتصال 95°C. باید مراقب بود که دمای اتصال از حداکثر رتبهبندی تجاوز نکند.
3. توضیح سیستم Bin
3.1 Binهای ولتاژ پیشرو و شار نوری (IF=5mA)
نمودار رنگی C.I.E. 1931 برای دستهبندی رنگ استفاده میشود. LED در چندین bin رنگی موجود است: GW10 تا GW18، هرکدام با چهار مختصات گوشه (x,y) تعریف میشوند. مختصات رنگ معمولی در ناحیه سفید قرار دارند. binهای شدت روشنایی به صورت I00 (<350mcd)، J00 (350-530mcd)، K00 (530-800mcd)، L10 (800-1000mcd) تعیین میشوند. تلرانس اندازهگیری ولتاژ پیشرو ±0.1V، مختصات رنگ ±0.005 و شدت روشنایی ±10% است.
4. تحلیل منحنی عملکرد
4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
شکل 1-7 یک منحنی دیود معمولی را نشان میدهد: ولتاژ پیشرو به آرامی با جریان افزایش مییابد؛ در 5mA VF تقریباً 2.7-2.9V، در 20mA به حدود 3.0-3.2V میرسد.
4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
شکل 1-8 نشان میدهد شدت نسبی تا 20mA تقریباً خطی با جریان پیشرو افزایش مییابد، سپس شروع به اشباع میکند. در 5mA شدت نسبی ~0.35، در 20mA ~0.9 است.
4.3 اثرات دما
شکل 1-9 (دمای پین در مقابل شدت نسبی) نشان میدهد شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش مییابد؛ تقریباً 10% کاهش در 85°C نسبت به 25°C. شکل 1-10 (دمای پین در مقابل جریان پیشرو) نشان میدهد حداکثر جریان پیشرو مجاز باید با افزایش دمای اتصال کاهش یابد؛ در 100°C جریان مجاز به حدود 15mA کاهش مییابد.
4.4 توزیع طیفی
شکل 1-12 نمودار شدت نسبی در برابر طول موج را نشان میدهد. LED نور آبی با قله در حدود 450-460nm و نور زرد تبدیلشده توسط فسفر در محدوده 500-650nm ساطع میکند که منجر به نور سفید با دمای رنگ همبسته (CCT) حدود 6000-7000K (سفید سرد) میشود.
4.5 الگوی تابش
شکل 1-13 الگوی تابش را نشان میدهد. LED دارای پروفیل انتشار شبیه لامبرتین است که شدت آن در حدود ±60° به 50% و در ±90° نزدیک صفر میرسد. زاویه دید گسترده 140° دید خوب خارج از محور را تضمین میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
بسته LED به ابعاد 1.60 x 0.80 x 0.55 mm (طول x عرض x ارتفاع) است. نمای بالا ابعاد 1.600mm x 0.800mm با موقعیت افست تراشه LED را نشان میدهد. ارتفاع نمای جانبی 0.55mm. نمای پایین دو پد لحیمکاری را نشان میدهد: پد 1 (آند) و پد 2 (کاتد). قطبیت در نمای پایین مشخص شده است (شکل 1-4).
5.2 الگوهای لحیمکاری
طرح پد لحیمکاری توصیهشده (شکل 1-5): دو پد مستطیلی به ابعاد 0.4mm x 0.8mm با فاصله 0.5mm؛ عرض کل پد 1.2mm؛ ابعاد کلی الگو 2.4mm x 0.8mm. تمام ابعاد بر حسب mm، تلرانس ±0.2mm مگر در غیر این صورت ذکر شده باشد.
5.3 شناسایی قطبیت
سمت کاتد (منفی) با یک علامت گوشهای در نمای پایین مشخص میشود. در نوار حامل، علامت قطبیت (کاتد) در سمت جهت تغذیه قرار دارد.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلاو
پروفایل ریفلاو توصیهشده (شکل 3-1) مطابق با IPC/JEDEC J-STD-020 است. پارامترهای کلیدی: پیشگرم: نرخ افزایش ≤3°C/s تا 150-200°C، نگهداری به مدت 60-120 ثانیه. ریفلاو: نرخ افزایش ≤3°C/s تا 217°C (TL)، زمان بالای TL (tL) 60-150 ثانیه، دمای اوج (Tp) حداکثر 260°C با زمان ماندگاری ≤10 ثانیه. نرخ خنکسازی ≤6°C/s. زمان کل از 25°C تا اوج ≤8 دقیقه. لحیمکاری ریفلاو نباید بیش از دو بار انجام شود؛ اگر بین دو لحیمکاری بیش از 24 ساعت فاصله باشد، ممکن است پخت خلأ مورد نیاز باشد.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت استفاده از لحیمکاری دستی، دمای هویه را زیر 300°C و زمان تماس را کمتر از 3 ثانیه نگه دارید و فقط یکبار انجام دهید.
6.3 تعمیر
تعمیر پس از لحیمکاری توصیه نمیشود. در صورت اجتنابناپذیر، از هویه دو سر استفاده کنید و سلامت LED را بررسی کنید. در حین خنکسازی تنش مکانیکی اعمال نکنید.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات بستهبندی
بستهبندی استاندارد: 4000 عدد در هر قرقره. ابعاد نوار حامل: عرض 8.0mm، گام 4.0mm، عرض حفره 1.55mm، عمق 0.68mm. ابعاد قرقره: قطر بیرونی 178mm (A)، توپی 60mm (C)، سوراخ دوک 13.0mm (D). مهر و موم شده در کیسه مقاوم در برابر رطوبت با خشککننده و کارت نشانگر رطوبت.
7.2 اطلاعات برچسب
هر برچسب قرقره شامل: شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کد Bin (شار نوری، مختصات رنگ XY، ولتاژ پیشرو)، طول موج، تعداد، تاریخ. مشتریان باید هنگام سفارش، Binهای مورد نیاز را مشخص کنند.
7.3 شرایط نگهداری
قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی: نگهداری در ≤30°C / ≤75% RH تا حداکثر 1 سال از تاریخ مهر و موم. پس از باز کردن: نگهداری در ≤30°C / ≤60% RH تا حداکثر 168 ساعت. اگر این شرایط نقض شود یا کارت نشانگر رطوبت >60% RH را نشان دهد، پخت در دمای (60±5)°C به مدت ≥24 ساعت قبل از استفاده الزامی است.
8. توصیههای کاربردی
8.1 طراحی مدار
جریان هر LED نباید از حداکثر رتبهبندی مطلق تجاوز کند. یک مقاومت محدودکننده جریان برای جلوگیری از افزایش حرارت ناشی از تغییرات کوچک ولتاژ ضروری است. اطمینان حاصل کنید که ولتاژ معکوس هرگز در حین کار یا سوئیچینگ اعمال نشود تا از آسیب مهاجرت جلوگیری شود.
8.2 مدیریت حرارتی
طراحی حرارتی حیاتی است. دمای اتصال LED باید زیر 95°C باقی بماند. از سطح کافی مس PCB و vias برای دفع گرما استفاده کنید. اگر دمای محیط از 25°C بیشتر باشد، جریان پیشرو را مطابق شکل 1-10 کاهش دهید.
8.3 سازگاری محیطی
LEDها به ترکیبات گوگرد و هالوژن حساس هستند. مواد مجاور (مانند پوتینگ، چسب، محفظه) باید حاوی کمتر از 100ppm گوگرد کل باشند. برم و کلر تکی هر کدام کمتر از 900ppm، مجموع Br+Cl کمتر از 1500ppm. از موادی که ترکیبات آلی فرار (VOC) آزاد میکنند و میتوانند پوشش سیلیکونی را تغییر رنگ دهند، خودداری کنید.
8.4 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک
حساسیت ESD: HBM 1000V. در حین حمل، مونتاژ و آزمایش از زمینکردن مناسب و اقدامات ضداستاتیک استفاده کنید. اگر حفاظت ESD کافی نیست، افزودن دیودهای زنر به صورت موازی را در نظر بگیرید.
9. خلاصه آزمایش قابلیت اطمینان
LED آزمایشهای استاندارد قابلیت اطمینان مطابق با JEDEC را گذرانده است: چرخه دما (40- تا 100 درجه سانتیگراد، 100 چرخه)، شوک حرارتی (40- تا 100 درجه سانتیگراد، انتقال 15 دقیقه، 300 چرخه)، ذخیرهسازی در دمای بالا (100 درجه سانتیگراد، 1000 ساعت)، ذخیرهسازی در دمای پایین (40- درجه سانتیگراد، 1000 ساعت) و آزمایش عمر (25 درجه سانتیگراد، 5 میلیآمپر، 1000 ساعت). معیار پذیرش: تغییر ولتاژ پیشرو ≤10% از USL، جریان معکوس ≤2 برابر USL، شار نوری ≥70% از LSL.
10. سوالات متداول
س: جریان عملیاتی توصیهشده برای حداکثر بازده چیست؟
پ: در حالی که در 5 میلیآمپر آزمایش شده است، LED میتواند به طور مداوم تا 20 میلیآمپر کار کند. بازده در حدود 5-10 میلیآمپر به اوج میرسد؛ برای روشنایی بیشتر از 20 میلیآمپر با کاهش حرارتی استفاده کنید. از مقاومت برای تنظیم جریان استفاده کنید.
س: آیا میتوان از این LED در کاربردهای فضای باز استفاده کرد؟
پ: خود LED برای 40- تا 85+ درجه سانتیگراد رتبهبندی شده است، اما بسته در برابر نفوذ رطوبت مهر و موم نشده است. برای استفاده در فضای باز، پوشش منطبق یا کپسولهسازی توصیه میشود.
س: دمای رنگ معمولی چقدر است؟
پ: Binهای رنگی (GW10-GW18) مربوط به سفید سرد با دمای رنگ همبسته حدود 6000-7000 کلوین هستند. برای سفید گرم، شماره قطعات دیگر موجود است.
س: چگونه کد Bin را تفسیر کنیم؟
پ: کد Bin شامل Bin شار نوری (مانند J00)، Bin رنگسنجی (مانند GW14) و Bin ولتاژ پیشرو (مانند G2) است. برای رنگ و روشنایی یکنواخت، همیشه Binهای مورد نیاز را مطابقت دهید.
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. |