برگه مشخصات LED RF-GNB170TS-CF - ابعاد 2.0x1.25x0.7mm - ولتاژ پیشرو 2.8-3.4V - توان 105mW - رنگ سبز - مستندات فنی انگلیسی

1. نمای کلی محصول

این قطعه یک LED رنگی است که با استفاده از تراشه سبز ساخته شده است. برای نمایش نوری عمومی، نمایشگرهای کلید و نماد و سایر کاربردهایی که نیاز به منبع نور جمع‌وجور و نصب سطحی دارند، طراحی شده است. این LED زاویه دید بسیار عریض ۱۴۰ درجه دارد که آن را برای کاربردهایی که توزیع یکنواخت نور حیاتی است، مناسب می‌سازد. با تمام فرآیندهای استاندارد مونتاژ و لحیم کاری SMT سازگار است و الزامات RoHS را برآورده می‌کند. سطح حساسیت رطوبتی در سطح ۳ رتبه‌بندی شده است که نیاز به جابجایی و نگهداری مناسب برای جلوگیری از جذب رطوبت دارد. ابعاد بسته ۲.۰ میلی‌متر × ۱.۲۵ میلی‌متر × ۰.۷ میلی‌متر است که امکان طراحی PCB با تراکم بالا را فراهم می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکتریکی / نوری (در دمای Ts=25°C)

پارامترهای الکتریکی و نوری در جریان آزمایش ۲۰ میلی‌آمپر مشخص شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. ولتاژ پیشرو (VF) به چندین بسته از حداقل ۲.۸ ولت (بسته G1) تا حداکثر ۳.۴ ولت (بسته J1) تقسیم می‌شود و مقادیر معمول در بسته‌ها متفاوت است. طول موج غالب (λD) از ۵۱۵.۰ نانومتر تا ۵۳۰.۰ نانومتر را شامل می‌شود که بسته‌های D10 تا F20 را پوشش می‌دهد. شدت نور (IV) در بسته‌های 1AU تا 1CM از ۲۶۰ میلی‌کندل تا ۹۰۰ میلی‌کندل متغیر است. پهنای نیم‌باند طیفی (Δλ) معمولاً ۱۵ نانومتر است. زاویه دید (2θ1/2) معمولاً ۱۴۰ درجه است. جریان معکوس (IR) در VR=5V حداکثر به ۱۰ میکروآمپر محدود می‌شود. مقاومت حرارتی از محل اتصال تا نقطه لحیم (RTHJ-S) حداکثر ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد بر وات است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق حتی به طور لحظه‌ای نباید تجاوز شود تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. توان اتلافی (Pd) ۱۰۵ میلی‌وات است. جریان پیشرو (IF) ۳۰ میلی‌آمپر پیوسته است، با جریان پیشرو پیک (IFP) ۶۰ میلی‌آمپر در سیکل وظیفه ۱/۱۰ و عرض پالس ۰.۱ میلی‌ثانیه. ولتاژ مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) (HBM) ۱۰۰۰ ولت است. محدوده دمای عملیاتی (Topr) از ۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد است. محدوده دمای نگهداری (Tstg) از ۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد است. دمای محل اتصال (Tj) نباید از ۹۵ درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.

2.3 تلورانس‌های اندازه‌گیری

تلورانس اندازه‌گیری ولتاژ پیشرو ±۰.۱ ولت است. تلورانس اندازه‌گیری طول موج غالب ±۲ نانومتر است. تلورانس اندازه‌گیری شدت نور ±۱۰٪ است. تمام اندازه‌گیری‌ها تحت شرایط آزمایش استاندارد Refond انجام می‌شود (توجه: نام سازنده برای انطباق حذف شده است).

3. سیستم بسته‌بندی (Binning)

LED بر اساس ولتاژ پیشرو، طول موج غالب و شدت نور بسته‌بندی می‌شود. بسته‌های ولتاژ پیشرو از G1 (معمول ۲.۸ ولت) تا J1 (معمول ۳.۴ ولت) متغیر است. بسته‌های طول موج شامل D10 (۵۱۵.۰-۵۱۷.۵ نانومتر)، D20 (۵۱۷.۵-۵۲۰.۰ نانومتر)، E10 (۵۲۰.۰-۵۲۲.۵ نانومتر)، E20 (۵۲۲.۵-۵۲۵.۰ نانومتر)، F10 (۵۲۵.۰-۵۲۷.۵ نانومتر) و F20 (۵۲۷.۵-۵۳۰.۰ نانومتر) است. بسته‌های شدت نور عبارتند از 1AU (۲۶۰-۳۳۰ میلی‌کندل)، 1AV (۳۳۰-۴۳۰ میلی‌کندل)، 1CG (۴۳۰-۵۶۰ میلی‌کندل)، 1CL (۵۶۰-۷۰۰ میلی‌کندل) و 1CM (۷۰۰-۹۰۰ میلی‌کندل). کاربران نهایی می‌توانند ترکیب مورد نیاز بسته‌ها را برای کاربرد خود مشخص کنند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

ولتاژ پیشرو با افزایش جریان پیشرو به صورت یک رابطه نمایی معمول دیود افزایش می‌یابد. در جریان آزمایش ۲۰ میلی‌آمپر، ولتاژ پیشرو در محدوده بسته‌های مشخص شده قرار دارد. منحنی در شکل ۱-۶ از مشخصات اصلی ارائه شده است.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نسبی با افزایش جریان پیشرو تا ۳۰ میلی‌آمپر تقریباً به صورت خطی افزایش می‌یابد و در جریان‌های بالا اندکی اشباع می‌شود. این رابطه در شکل ۱-۷ نشان داده شده است.

4.3 دمای پایه در مقابل شدت نسبی و جریان پیشرو

با افزایش دمای پایه، شدت نسبی به تدریج کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای محیط ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، شدت نسبی به حدود ۸۰٪ مقدار در ۲۵ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. حداکثر جریان پیشرو مجاز نیز با افزایش دمای پایه کاهش می‌یابد، همانطور که در شکل‌های ۱-۸ و ۱-۹ نشان داده شده است.

4.4 تغییر طول موج با جریان و دما

طول موج غالب با جریان پیشرو کمی تغییر می‌کند و از ۵ میلی‌آمپر به ۳۰ میلی‌آمپر حدود ۲-۳ نانومتر افزایش می‌یابد (شکل ۱-۱۰). توزیع طیفی (شکل ۱-۱۱) یک پیک در حدود ۵۲۰ نانومتر با پهنای نیم‌باند ۱۵ نانومتر نشان می‌دهد.

4.5 الگوی تابش

الگوی تابش (شکل ۱-۱۲) یک توزیع زاویه‌ای عریض با شدت نسبی بالای ۰.۸ تا ±۶۰ درجه از محور نوری نشان می‌دهد. زاویه دید ۱۴۰ درجه مطابق با پهنای کامل در نصف حداکثر است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

ابعاد بسته ۲.۰ میلی‌متر (طول) × ۱.۲۵ میلی‌متر (عرض) × ۰.۷ میلی‌متر (ارتفاع) است. نمای بالا دو پد (پد ۱ و پد ۲) برای اتصال الکتریکی نشان می‌دهد. قطبیت در نمای پایین مشخص شده است: کاتد با یک ناحیه سبز رنگ علامت‌گذاری شده است (طبق بازبینی اخیر). الگوی لحیم کاری یک طرح پد با ابعاد ۱.۲۰ میلی‌متر × ۰.۸۰ میلی‌متر برای هر پد، با فاصله ۳.۲۰ میلی‌متر بین مراکز دو پد توصیه می‌کند. تمام تلورانس‌های ابعادی مگر اینکه خلاف آن ذکر شود ±۰.۲ میلی‌متر است.

5.2 ابعاد نوار حامل

LEDها در نوار حامل با عرض ۸.۰۰ میلی‌متر بسته‌بندی می‌شوند. فاصله بین جیب‌ها ۴.۰۰ میلی‌متر است و فاصله از سوراخ چرخ دنده تا مرکز جیب ۱.۷۵ میلی‌متر است. عمق جیب ۱.۴۲ میلی‌متر است که LED با ضخامت ۰.۷ میلی‌متر را در خود جای می‌دهد. نوار بالایی جیب‌ها را می‌پوشاند و علائم قطبیت برای جهت‌یابی ارائه شده است.

5.3 ابعاد قرقره

قطر قرقره ۱۷۸ ± ۱ میلی‌متر، با قطر توپی ۶۰ ± ۱ میلی‌متر و عرض ۸.۰ ± ۰.۱ میلی‌متر است. قطر سوراخ محور ۱۳.۰ ± ۰.۵ میلی‌متر است. یک برچسب برای شناسایی به قرقره چسبانده شده است.

6. راهنمای لحیم کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم کاری回流 SMT

پروفایل لحیم کاری回流 توصیه شده استاندارد JEDEC J-STD-020 را دنبال می‌کند. نرخ افزایش متوسط از Tsmin (150°C) به TP (اوج 260°C) نباید از 3°C/s تجاوز کند. منطقه پیش‌گرمایش: Tsmin = 150°C، Tsmax = 200°C، با زمان خیساندن 60-120 ثانیه. زمان بالای دمای مایع (TL = 217°C) باید 60-150 ثانیه باشد. دمای اوج (TP) 260°C با حداکثر زمان در فاصله 5°C از TP به مدت 30 ثانیه است و زمان در دمای اوج واقعی (tp) نباید از 10 ثانیه تجاوز کند. نرخ سرمایش نباید از 6°C/s تجاوز کند. کل زمان از 25°C تا اوج باید کمتر از 8 دقیقه باشد.

6.2 لحیم کاری دستی و تعمیر

لحیم کاری دستی باید در دمای زیر 300 درجه سانتی‌گراد به مدت کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار انجام شود. تعمیر LEDهای لحیم شده توصیه نمی‌شود؛ در صورت اجتناب‌ناپذیر، از هویه دو سر استفاده کنید و مطمئن شوید که مشخصات LED آسیب نمی‌بیند.

6.3 شرایط نگهداری و پخت

قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% تا یک سال از تاریخ بسته‌بندی نگهداری شود. پس از باز کردن، LEDها باید در عرض 168 ساعت (≧24 ساعت) تحت شرایط ≤30°C و ≤60% RH استفاده شوند. اگر کارت نشانگر رطوبت رطوبت بیش از حد را نشان دهد یا زمان نگهداری بیش از حد شده باشد، LEDها را در دمای 60±5°C به مدت حداقل 24 ساعت قبل از استفاده پخت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 تعداد بسته‌بندی

تعداد بسته‌بندی استاندارد 4000 عدد در هر قرقره است. قرقره‌ها در کیسه‌های مانع رطوبت به همراه خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت قرار می‌گیرند. سپس کیسه‌ها در جعبه‌های مقوایی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره با برچسبی حاوی: شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد بسته (شامل بسته شار نوری، بسته رنگی، کد ولتاژ پیشرو، کد طول موج)، تعداد بسته‌بندی و تاریخ تولید برچسب‌گذاری می‌شود. یک برچسب هشدار ESD اضافی به کیسه مانع رطوبت چسبانده می‌شود.

8. نکات کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

این LED سبز برای نشانگرهای نوری، نور پس‌زمینه، روشنایی کلید و نماد، نمایشگرهای داشبورد و تابلوهای عمومی ایده‌آل است. زاویه دید عریض آن را برای نشان‌دهی در مساحت بزرگ که دید از زوایای متعدد لازم است، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان استفاده کنید. یک تغییر کوچک ولتاژ می‌تواند به دلیل شیب تند منحنی I-V باعث تغییر زیاد جریان شود. اطمینان حاصل کنید که جریان هرگز از حداکثر رتبه‌بندی مطلق 30 میلی‌آمپر تجاوز نکند.
• مدیریت حرارتی:تولید گرما بازده نوری را کاهش می‌دهد و رنگ را تغییر می‌دهد. PCB را با مساحت مس کافی برای خنک‌کنندگی طراحی کنید. برای آرایه‌های با تراکم بالا، از وی‌های حرارتی استفاده کنید.
• حفاظت ESD:قطعه به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. در هنگام جابجایی و مونتاژ از اقدامات احتیاطی ESD استفاده کنید. در نظر داشته باشید یک دیود حفاظت معکوس در مدار درایور اضافه کنید.
• سازگاری محیطی:از قرار گرفتن در معرض ترکیبات گوگرد (زیر 100 ppm) خودداری کنید. محتوای برم و کلر در مواد اتصال باید هر یک زیر 900 ppm و مجموع زیر 1500 ppm باشد. ترکیبات آلی فرار (VOCs) می‌توانند به داخل پوشش سیلیکونی نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند؛ قبل از استفاده سازگاری مواد را بررسی کنید.
• جابجایی مکانیکی:به لنز سیلیکونی نیروی مکانیکی وارد نکنید. از موچین روی سطوح جانبی استفاده کنید. از خم کردن PCB پس از لحیم کاری خودداری کنید. قطعه را پس از回流 به سرعت سرد نکنید.
• تمیز کردن:در صورت نیاز به تمیز کردن، از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. سایر حلال‌ها باید تأیید شوند که به بسته آسیب نمی‌رسانند. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است باعث آسیب داخلی شود.

9. سوالات متداول

سوال 1: حداکثر زمان نگهداری قبل از باز کردن کیسه مهر و موم شده چقدر است؟
پاسخ: تا یک سال در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75%.

سوال 2: آیا می‌توان از LED در کاربردهای خارج از منزل استفاده کرد؟
پاسخ: محدوده دمای عملیاتی -40°C تا +85°C است که بسیاری از محیط‌های خارجی را پوشش می‌دهد. با این حال، حفاظت در برابر رطوبت و قرار گرفتن در معرض اشعه UV باید در نظر گرفته شود.

سوال 3: چگونه کدهای بسته روی برچسب را تفسیر کنم؟
پاسخ: کد بسته شامل یک بسته شار نوری (مثلاً 1AU)، بسته رنگی (مثلاً D10)، بسته ولتاژ پیشرو (مثلاً G1) و کد طول موج (مثلاً 515) است. برای مرزهای دقیق به مشخصات محصول مراجعه کنید.

سوال 4: روش تمیز کردن توصیه شده در صورت آلودگی LED چیست؟
پاسخ: ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید.

10. مورد کاربردی عملی

یک پنل کلید خانه هوشمند با چند نشانگر وضعیت را در نظر بگیرید. یک LED سبز (طول موج غالب ~520 نانومتر) می‌تواند وضعیت 'روشن' یا 'متصل' را نشان دهد. از آنجایی که این LED زاویه دید عریض 140 درجه دارد، نشانگر تقریباً از هر زاویه‌ای قابل مشاهده است. بسته کوچک (2.0x1.25mm) امکان قرار دادن چندین نشانگر را به صورت نزدیک به هم روی یک PCB جمع‌وجور فراهم می‌کند. استفاده از یک مقاومت سری تقریباً 180 اهم (برای منبع تغذیه 5 ولت و ولتاژ پیشرو معمول 2.8 ولت) جریان را به حدود 12 میلی‌آمپر محدود می‌کند که به خوبی در محدوده عملکرد ایمن است. طراحی PCB شامل یک صفحه زمین برای اتلاف حرارت است که اطمینان می‌دهد دمای محل اتصال حتی در یک محفظه گرم زیر 95 درجه سانتی‌گراد باقی بماند.

11. اصل عملکرد

یک LED سبز (دیود نورانی) یک قطعه نیمه‌هادی است که وقتی الکترون‌ها در ناحیه فعال با حفره‌ها ترکیب می‌شوند، نور ساطع می‌کند. تراشه سبز معمولاً از مواد نیترید گالیم (GaN) یا نیترید ایندیم گالیم (InGaN) ساخته می‌شود. وقتی بایاس پیشرو اعمال می‌شود، الکترون‌های ناحیه n و حفره‌های ناحیه p به لایه فعال چاه کوانتومی تزریق می‌شوند، جایی که به صورت تابشی ترکیب می‌شوند و فوتون‌هایی با انرژی مطابق با شکاف نواری ساطع می‌کنند. برای انتشار سبز، شکاف نواری تقریباً 2.3-2.4 eV است که مربوط به طول موج حدود 520 نانومتر است. قطعه در یک لنز سیلیکونی محصور شده است که استخراج نور را بهبود می‌بخشد و از تراشه محافظت می‌کند.

12. روندهای توسعه صنعت

بازار LEDهای نصب سطحی همچنان به بسته‌های کوچکتر با بازده نوری بالاتر و ثبات رنگ بهتر نیاز دارد. روند به سمت کوچک‌سازی (مثلاً بسته‌های 0603، 0402) انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی فراهم می‌کند. در طیف سبز، پیشرفت‌ها در رشد اپیتاکسیال و طراحی تراشه، بازده نوری را برای قطعات پرقدرت به بالای 200 lm/W می‌رساند. علاوه بر این، مقررات زیست‌محیطی مانند RoHS و REACH باعث حذف مواد خطرناک می‌شوند. یکپارچه‌سازی حفاظت ESD و بهبود مقاومت در برابر رطوبت، بهبودهای مداوم قابلیت اطمینان هستند. در نهایت، پذیرش روشنایی هوشمند و اینترنت اشیا نیاز به LEDهای نشانگر قابل اعتماد و طولانی عمر در دستگاه‌های متصل را افزایش می‌دهد.