مشخصات LED کهربایی RF-AU0402TS-EB-B - اندازه 1.0x0.5x0.4 میلی‌متر - ولتاژ 1.6-2.6 ولت - توان 26 میلی‌وات - داده‌های فنی انگلیسی

1. نمای کلی محصول

1.1 توضیحات عمومی

RF-AU0402TS-EB-B یک LED سطح‌نصب کهربایی است که با استفاده از یک چیپ کهربایی با راندمان بالا ساخته شده است. ابعاد فوق‌فشرده بسته آن به اندازه 1.0mm × 0.5mm × 0.4mm آن را به یکی از کوچک‌ترین LEDهای کهربایی موجود در بازار تبدیل کرده است که برای کاربردهای محدود از نظر فضا مناسب است. این قطعه برای مونتاژ خودکار SMT و فرآیندهای لحیم‌کاری با جریان مجدد طراحی شده است و سازگاری عالی با خطوط مونتاژ PCB مدرن را ارائه می‌دهد.

1.2 ویژگی‌ها

• زاویه دید بسیار عریض 140 درجه، که توزیع یکنواخت نور را در یک منطقه وسیع تضمین می‌کند.
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری، از جمله جریان مجدد و لحیم‌کاری دستی.
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3 مطابق با استاندارد JEDEC، که نیاز به جابجایی مناسب پس از باز کردن کیسه دارد.
• مطابق با RoHS، عاری از مواد خطرناک، مطابق با مقررات زیست‌محیطی جهانی.
• عملکرد در جریان مستقیم کم (معمولاً 5 میلی‌آمپر) باعث مصرف کم توان در دستگاه‌های باتری‌دار می‌شود.
• قابل ارائه در چندین bin روشنایی و طول موج برای تطبیق دقیق در کاربردهایی که نیاز به ثبات دارند.

1.3 کاربردها

• نشانگرهای نوری: نشانگر وضعیت، نور پس‌زمینه کلیدها و نمایشگرهای نماد.
• نور پس‌زمینه نمایشگر: نور پس‌زمینه LCD کوچک یا صفحه کلید در جاهایی که فضا محدود است.
• عمومی: نورپردازی اسباب‌بازی، روشنایی تزئینی و الکترونیک قابل حمل.

2. پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

تمام پارامترها در دمای نقطه لحیم (Ts) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. ویژگی‌های کلیدی زیر عملکرد این LED را تعریف می‌کنند:

• پهنای باند نیم‌طیف (Δλ):معمولاً 15 نانومتر، که نشان‌دهنده یک طیف انتشار نسبتاً باریک متمرکز در ناحیه طول موج کهربایی است.
• ولتاژ مستقیم (VF):بسته به کد bin (A1 تا E2) از 1.6 تا 2.6 ولت متغیر است. binning در 5 میلی‌آمپر انجام می‌شود و هر bin شامل مراحل 0.1 ولتی است. ولتاژ مستقیم پایین امکان کار با منابع تغذیه کم ولتاژ را فراهم می‌کند.
• طول موج غالب (λD):در دو محدوده موجود است: A10 (600-602.5 نانومتر) و A20 (602.5-605 نانومتر)، با binهای اضافی B10 (605-607.5 نانومتر)، B20 (607.5-610 نانومتر). این امکان انتخاب رنگ کهربایی دقیق را فراهم می‌کند.
• شدت نورانی (IV):به پنج محدوده bin بندی شده است: A00 (8-12 میلی‌کندلا)، B00 (12-18 میلی‌کندلا)، C00 (18-28 میلی‌کندلا)، D00 (28-43 میلی‌کندلا) و E00 (43-65 میلی‌کندلا). binهای شدت بالاتر برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی بیشتر دارند مناسب هستند.
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 140 درجه، که یک الگوی تابش بسیار عریض برای روشنایی یکنواخت در یک ناحیه بزرگ فراهم می‌کند.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5 ولت، که نشت بسیار کم در بایاس معکوس را تضمین می‌کند.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):حداکثر 450 درجه سانتی‌گراد/وات، اتصال به نقطه لحیم. این مقاومت حرارتی نسبتاً بالا برای LEDهای بسته کوچک معمول است و در هنگام کار با جریان‌های بالاتر نیاز به مدیریت حرارتی دقیق دارد.

2.2 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

حداکثر رتبه‌بندی مطلق نباید حتی به طور لحظه‌ای برای جلوگیری از آسیب دائمی تجاوز شود:

• توان اتلافی (Pd): 26 میلی‌وات
• جریان مستقیم (IF): 10 میلی‌آمپر (پیوسته); 60 میلی‌آمپر برای عملکرد پالسی با چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه.
• تحمل ESD (HBM): 2000 ولت
• دمای عملیاتی (Topr): -40 درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg): -40 درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (Tj): حداکثر 95 درجه سانتی‌گراد

این محدودیت‌ها بر اساس اندازه‌گیری‌های استاندارد در آزمایشگاه Refond است. حداکثر جریان واقعی ممکن است بر اساس شرایط حرارتی نیاز به کاهش داشته باشد; دمای اتصال نباید از 95 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.

2.3 سیستم Binning

LED به چندین bin دسته‌بندی می‌شود تا کنترل دقیقی بر ولتاژ مستقیم، طول موج غالب و شدت نورانی ارائه دهد. این به مشتریان اجازه می‌دهد تا دستگاه‌هایی با عملکرد ثابت برای نیازهای خاص خود انتخاب کنند. برای ولتاژ مستقیم، binهای A1 تا E2 محدوده 1.6 تا 2.6 ولت را با افزایش 0.1 ولتی پوشش می‌دهند. برای طول موج، binهای A10، A20، B10، B20 محدوده 600 تا 610 نانومتر را با مراحل 2.5 نانومتری پوشش می‌دهند. binهای شدت A00 تا E00 گزینه‌هایی از 8 میلی‌کندلا تا 65 میلی‌کندلا را فراهم می‌کنند. کد bin به وضوح بر روی برچسب قرقره برای ردیابی مشخص شده است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V)

منحنی مشخصه I-V (شکل 1-6) رابطه نمایی معمولی بین ولتاژ مستقیم و جریان مستقیم را نشان می‌دهد. در 5 میلی‌آمپر، ولتاژ مستقیم برای bin معمولی تقریباً 2.0 ولت است. با افزایش جریان، ولتاژ به دلیل مقاومت سری کمی افزایش می‌یابد. این منحنی به طراحان کمک می‌کند تا مقاومت محدودکننده جریان مناسب را برای یک ولتاژ تغذیه معین انتخاب کنند.

3.2 جریان مستقیم در مقابل شدت نسبی

شکل 1-7 نشان می‌دهد که شدت نسبی نورانی با جریان مستقیم در ناحیه جریان پایین به صورت خطی افزایش می‌یابد، اما در جریان‌های بالاتر شروع به اشباع می‌کند. کار در 5 میلی‌آمپر تقریباً 50٪ از شدت در 10 میلی‌آمپر را تولید می‌کند و تعادل خوبی بین روشنایی و اتلاف حرارتی فراهم می‌کند.

3.3 اثرات دما

شکل 1-8 و شکل 1-9 نشان می‌دهند که دمای پین چگونه بر شدت نسبی و جریان مستقیم تأثیر می‌گذارد. با افزایش دمای اتصال، شدت نورانی به تدریج کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در 85 درجه سانتی‌گراد، شدت ممکن است به حدود 80٪ از مقدار خود در 25 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. مدیریت حرارتی زمانی که LED در نزدیکی حداکثر جریان خود یا در دماهای محیطی بالا رانده می‌شود بسیار مهم است.

3.4 جریان مستقیم در مقابل طول موج غالب

شکل 1-10 نشان می‌دهد که طول موج غالب با جریان مستقیم کمی تغییر می‌کند (تقریباً 1-2 نانومتر در محدوده عملیاتی). این اثر برای اکثر کاربردهای نشانگر حداقل است، اما زمانی که تطبیق دقیق رنگ مورد نیاز است باید در نظر گرفته شود.

3.5 توزیع طیفی و الگوی تابش

شکل 1-11 شدت نسبی طیفی را در مقابل طول موج نشان می‌دهد که در حدود 600-610 نانومتر با نیم‌عرض 15 نانومتر اوج می‌گیرد. الگوی تابش (شکل 1-12) یک زاویه انتشار بسیار عریض 140 درجه را نشان می‌دهد که تقریباً شدت یکنواخت تا 70± درجه از محور نوری دارد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته

LED در یک بسته استاندارد SMD 0402 با ابعاد 1.0 میلی‌متر طول، 0.5 میلی‌متر عرض و 0.4 میلی‌متر ارتفاع قرار دارد. بسته دارای دو ترمینال است: آند (مشخص شده با نشانگر قطبیت) و کاتد. نقشه‌های موجود در دیتاشیت (شکل 1-1 تا 1-3) نمای بالا، پایین و جانبی را با تلرانس 0.2± میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد نشان می‌دهند.

4.2 طراحی پد لحیم‌کاری

الگوهای لحیم‌کاری توصیه شده (شکل 1-5) برای اطمینان از اتصالات لحیم قابل اعتماد و اتلاف حرارت مناسب ارائه شده است. ابعاد پد برای هر ترمینال 0.5mm x 0.6mm با فاصله 0.6 میلی‌متر بین آنها است. تطبیق طراحی پد با ردپای بسته برای جلوگیری از سنگ قبری شدن یا اتصالات ضعیف بسیار مهم است.

4.3 علامت قطبیت

کاتد با یک علامت کوچک روی بسته شناسایی می‌شود (شکل 1-4). آند پد بزرگتر در پایین است. قطبیت صحیح باید رعایت شود تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری شود.

4.4 ابعاد نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با عرض 8 میلی‌متر و گام 2.0 میلی‌متر عرضه می‌شوند. هر قرقره 4000 قطعه را در خود جای می‌دهد. نوار دارای یک نوار پوششی بالا و یک علامت قطبیت جهت تغذیه است. ابعاد قرقره: قطر خارجی 178±1 میلی‌متر، عرض 8.0±0.1 میلی‌متر، قطر توپی 60±1 میلی‌متر و سوراخ دوک 13.0±0.5 میلی‌متر.

4.5 اطلاعات برچسب

برچسب قرقره شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin (برای ولتاژ مستقیم، طول موج و شدت)، تعداد و کد تاریخ است. این امر ردیابی کامل را تضمین می‌کند.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم‌کاری جریان مجدد

پروفایل لحیم‌کاری جریان مجدد توصیه شده در شکل 3-1 و جدول 3-1 ارائه شده است. پارامترهای کلیدی: پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه; نرخ افزایش دما ≤3 درجه سانتی‌گراد/ثانیه; زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (TL) تا 60 ثانیه; دمای اوج (TP) 260 درجه سانتی‌گراد تا 10 ثانیه; نرخ خنک‌سازی ≤6 درجه سانتی‌گراد/ثانیه. فقط دو چرخه جریان مجدد مجاز است; اگر بیش از 24 ساعت بین چرخه‌ها فاصله بیفتد، LEDها ممکن است رطوبت جذب کرده و آسیب ببینند.

5.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

لحیم‌کاری دستی با دمای هویه ≤300 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان ≤3 ثانیه، فقط یک بار مجاز است. برای تعمیر، استفاده از هویه دو سر توصیه می‌شود تا از تنش حرارتی روی LED جلوگیری شود.

5.3 نکات احتیاطی در هنگام مونتاژ

LEDها را روی بخش‌های تاب خورده PCB نصب نکنید و در حین یا پس از لحیم‌کاری تنش مکانیکی اعمال نکنید. از خنک‌سازی سریع پس از جریان مجدد خودداری کنید. از تراز مناسب برای جلوگیری از اتصال کوتاه اطمینان حاصل کنید.

6. ذخیره‌سازی و جابجایی

6.1 شرایط ذخیره‌سازی

قبل از باز کردن کیسه مانع رطوبت، در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤75٪ تا 1 سال از تاریخ مهر و موم نگهداری کنید. پس از باز کردن، LEDها باید در عرض 168 ساعت در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60٪ استفاده شوند. اگر زمان ذخیره‌سازی بیش از حد باشد، قبل از استفاده به مدت >24 ساعت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد پخت کنید.

6.2 حساسیت به رطوبت

سطح MSL 3 نیاز به جابجایی دقیق دارد. اگر کیسه آسیب دیده باشد یا ماده خشک‌کننده منقضی شده باشد، پخت برای جلوگیری از ترک خوردن پاپ کورن در هنگام جریان مجدد الزامی است.

6.3 حفاظت در برابر ESD

LEDها نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و تنش الکتریکی بیش از حد (EOS) حساس هستند. از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچی و یونایزر استفاده کنید. رتبه HBM 2000 ولت است، اما اقدامات احتیاطی مناسب ESD همچنان توصیه می‌شود.

6.4 ملاحظات زیست‌محیطی

LED می‌تواند تحت تأثیر گوگرد و هالوژن‌های موجود در محیط قرار گیرد. ترکیبات گوگرد باید به<100ppm محدود شود. برم<900ppm، کلر<900ppm، کل هالوژن‌ها<1500ppm. ترکیبات آلی فرار (VOCs) می‌توانند به محفظه سیلیکونی نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند. فقط از مواد سازگار در فیکسچر استفاده کنید.

7. نکات کاربردی

7.1 مقاومت محدودکننده جریان

همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم به سطح مورد نظر استفاده کنید، زیرا LEDها منحنی I-V تندی دارند. برای جریان عملیاتی معمولی 5 میلی‌آمپر، یک مقدار مقاومت انتخاب کنید که اطمینان دهد جریان حتی با بدترین تغییرات ولتاژ تغذیه زیر حداکثر مطلق 10 میلی‌آمپر باقی بماند.

7.2 مدیریت حرارتی

طراحی حرارتی حیاتی است. مقاومت حرارتی 450 درجه سانتی‌گراد/وات به این معنی است که در 5 میلی‌آمپر و 2 ولت، توان اتلافی 10 میلی‌وات است که باعث افزایش دما حدود 4.5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از محیط می‌شود. در جریان‌های بالاتر، افزایش دما به نسبت افزایش می‌یابد. ممکن است به ناحیه مس مسی کافی روی PCB یا هوای اجباری نیاز باشد.

7.3 ملاحظات طراحی مدار

حفاظت در برابر ولتاژ معکوس ضروری است; اطمینان حاصل کنید که مدار هرگز به LED بایاس معکوس اعمال نمی‌کند (به عنوان مثال، در طول انتقال خاموش شدن). همچنین، حتی به طور لحظه‌ای از تجاوز از حداکثر رتبه‌بندی مطلق برای جریان مستقیم خودداری کنید.

8. سوالات متداول

8.1 جریان عملیاتی توصیه شده چیست؟

جریان معمولی 5 میلی‌آمپر است که روشنایی خوبی را ارائه می‌دهد در حالی که به خوبی در محدوده حداکثر مطلق 10 میلی‌آمپر باقی می‌ماند. برای روشنایی بیشتر، تا 10 میلی‌آمپر مجاز است اما با هیت سینک مناسب برای نگه داشتن اتصال زیر 95 درجه سانتی‌گراد.

8.2 چگونه bin ولتاژ مستقیم صحیح را انتخاب کنیم؟

یک bin انتخاب کنید که با ولتاژ تغذیه شما منهای افت مقاومت مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، اگر تغذیه 3.3 ولت است و شما 5 میلی‌آمپر با یک مقاومت 300 اهم (افت ~1.5 ولت) می‌خواهید، به VF حدود 1.8 ولت نیاز دارید که مربوط به bin B1 یا B2 است.

8.3 آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از GPIO میکروکنترلر راه‌اندازی کنم؟

اکثر پایه‌های GPIO می‌توانند 5-10 میلی‌آمپر در 3.3 ولت تأمین کنند. با یک مقاومت سری مناسب، بله. اما قابلیت جریان میکروکنترلر را بررسی کنید; اگر کافی نیست، از یک درایور ترانزیستوری استفاده کنید.

8.4 چند چرخه جریان مجدد مجاز است؟

حداکثر دو چرخه جریان مجدد. اگر بیش از 24 ساعت بین چرخه‌ها فاصله بیفتد، LEDها را قبل از جریان مجدد دوم پخت کنید تا رطوبت جذب شده حذف شود.

9. اصل کار

این LED کهربایی یک دیود نیمه‌هادی نورانی است که بر اساس یک چیپ کهربایی (احتمالاً ماده InGaAlP یا GaAsP) ساخته شده است. هنگامی که بایاس مستقیم می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند و فوتون‌هایی با انرژی مربوط به نور کهربایی (600-610 نانومتر) ساطع می‌کنند. پهنای باند نیم‌طیف باریک 15 نانومتر نشان‌دهنده خلوص رنگ بالا است.

10. روندهای توسعه

روند در بسته‌بندی LED همچنان به سمت ردپای کوچکتر و راندمان بالاتر است. بسته 0402 (1.0x0.5 میلی‌متر) جهت فوق‌مینیاتوری را نشان می‌دهد که امکان چیدمان متراکم‌تر PCB و ادغام در دستگاه‌های قابل حمل را فراهم می‌کند. بهبودهای آینده ممکن است شامل مقاومت حرارتی کمتر، کارایی نوری بالاتر و محدوده دمای عملیاتی گسترده‌تر باشد. انطباق با محیط زیست (RoHS، بدون هالوژن) در بازارهای جهانی اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.