فهرست مطالب
- ۱. نمای کلی محصول
- ۲. تفسیر پارامترهای فنی
- ۲.۱ مشخصات الکتریکی / نوری (در دمای Ts=۲۵ درجه سانتیگراد)
- ۲.۲ حداکثر مقادیر مجاز
- ۳. سیستم دستهبندی
- ۳.۱ دستهبندی طول موج
- ۳.۲ دستهبندی شدت نور
- ۳.۳ دستهبندی ولتاژ پیشرو
- ۴. تحلیل منحنیهای عملکرد
- ۴.۱ ولتاژ پیشرو در برابر جریان پیشرو (شکل ۱-۶)
- ۴.۲ جریان پیشرو در برابر شدت نسبی (شکل ۱-۷)
- ۴.۳ اثرات دما (شکل ۱-۸، ۱-۹)
- ۴.۴ جریان پیشرو در برابر طول موج غالب (شکل ۱-۱۰)
- ۴.۵ توزیع طیفی (شکل ۱-۱۱)
- ۴.۶ الگوی تابش (شکل ۱-۱۲)
- ۵. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- ۵.۱ ابعاد بسته
- ۵.۲ نوار حامل و قرقره
- ۵.۳ اطلاعات برچسب
- ۶. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- ۶.۱ پروفایل لحیمکاری رفلاکس
- ۶.۲ لحیمکاری دستی
- ۶.۳ ذخیرهسازی و کنترل رطوبت
- ۷. توصیههای کاربردی
- ۷.۱ کاربردهای معمول
- ۷.۲ ملاحظات طراحی
- ۸. قابلیت اطمینان و آزمایش
- ۹. اصل عملکرد
- ۱۰. روندهای توسعه
- اصطلاحات مشخصات LED
- عملکرد نوربرقی
- پارامترهای الکتریکی
- مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
- بسته بندی و مواد
- کنترل کیفیت و دسته بندی
- آزمون و گواهینامه
۱. نمای کلی محصول
RF-YU0402TS-CE-B یک الایدی زرد اسامدی جمعوجور است که برای کاربردهای نشاندهنده عمومی و نور پسزمینه طراحی شده است. این الایدی در بستهبندی مینیاتوری ۱.۰×۰.۵×۰.۴ میلیمتر قرار دارد و از تراشه زرد با راندمان بالا برای ارائه محدوده طول موج غالب ۵۸۵ تا ۵۹۵ نانومتر استفاده میکند. با زاویه دید بسیار عریض ۱۴۰ درجه و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ استاندارد اسامدی، برای طراحیهای محدود از نظر فضا که نیاز به عملکرد نوری قابل اعتماد دارند، مناسب است. این الایدی دارای سطح حساسیت به رطوبت ۳ بوده و مطابق با استاندارد آراواچاس است.
۲. تفسیر پارامترهای فنی
۲.۱ مشخصات الکتریکی / نوری (در دمای Ts=۲۵ درجه سانتیگراد)
این الایدی در جریان تست ۵ میلیآمپر مشخصهیابی میشود. پارامترهای کلیدی عبارتند از:
- ولتاژ پیشرو (VF):به چندین گروه از ۱.۷ ولت تا ۲.۴ ولت دستهبندی شده است که امکان تطبیق دقیق ولتاژ برای طراحیهای سری/موازی را فراهم میکند. نمونه دستهها: A2 (۱.۷-۱.۸ ولت)، B1 (۱.۸-۱.۹ ولت)، C1 (۱.۹-۲.۰ ولت)، D1 (۲.۲-۲.۳ ولت) و غیره.
- طول موج غالب (λD):از ۵۸۵ نانومتر تا ۵۹۵ نانومتر متغیر است، با زیردستههایی مانند D10 (۵۸۵-۵۸۷.۵ نانومتر)، D20 (۵۸۷.۵-۵۹۰ نانومتر)، E10 (۵۹۰-۵۹۲.۵ نانومتر)، E20 (۵۹۲.۵-۵۹۵ نانومتر). این امر ثبات رنگ را در تولید تضمین میکند.
- شدت نور (IV):به شش گروه دستهبندی شده است: A00 (۸-۱۲ میلیکندل)، B00 (۱۲-۱۸ میلیکندل)، C00 (۱۸-۲۸ میلیکندل)، D00 (۲۸-۴۳ میلیکندل)، E00 (۴۳-۶۵ میلیکندل)، F00 (۶۵-۱۰۰ میلیکندل). طراحان میتوانند رده روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند.
- زاویه دید (۲θ۱/۲):معمولاً ۱۴۰ درجه، که مخروط تابش وسیعی را برای چراغهای نشاندهنده فراهم میکند.
- جریان معکوس (IR):حداکثر ۱۰ میکروآمپر در ولتاژ معکوس ۵ ولت، که نشتی کم را تضمین میکند.
- مقاومت حرارتی (RTHJ-S):۴۵۰ درجه سانتیگراد بر وات (معمولی) که باید در مدیریت حرارتی مد نظر قرار گیرد.
۲.۲ حداکثر مقادیر مجاز
- توان مصرفی (Pd):۴۸ میلیوات
- جریان پیشرو (IF):۲۰ میلیآمپر (مداوم)
- حداکثر جریان پیشرو پیک (IFP):۶۰ میلیآمپر (چرخه وظیفه ۱/۱۰، عرض پالس ۰.۱ میلیثانیه)
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD، مدل HBM):۲۰۰۰ ولت
- دمای عملیاتی (Topr):۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتیگراد
- دمای ذخیرهسازی (Tstg):۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتیگراد
- دمای اتصال (Tj):۹۵ درجه سانتیگراد
باید دقت شود که دمای اتصال از حداکثر مجاز تجاوز نکند، بهویژه در دماهای بالای محیط یا زمانی که چندین الایدی نزدیک به حد خود رانده میشوند.
۳. سیستم دستهبندی
۳.۱ دستهبندی طول موج
طول موج غالب به چهار دسته اصلی تقسیم میشود: D10، D20، E10، E20، هر کدام بازه ۲.۵ نانومتری از ۵۸۵ تا ۵۹۵ نانومتر را پوشش میدهند. این دستهبندی窄 (محدود) ثبات رنگ را در یک قرقره تضمین میکند.
۳.۲ دستهبندی شدت نور
شش دسته شدت (A00 تا F00) محدوده ۸ تا ۱۰۰ میلیکندل را پوشش میدهند، که هر دسته نسبت تقریبی ۱.۵ برابر دارد. این به طراحان اجازه میدهد تا سطح روشنایی مناسب را بدون راندن بیش از حد الایدی انتخاب کنند.
۳.۳ دستهبندی ولتاژ پیشرو
ولتاژ به ۱۲ گروه از ۱.۷ ولت تا ۲.۴ ولت دستهبندی میشود (مثلاً A2، B1، B2، C1، C2، D1، D2). تطبیق دستههای ولتاژ در زنجیرههای موازی به توزیع متوازن جریان کمک میکند.
۴. تحلیل منحنیهای عملکرد
۴.۱ ولتاژ پیشرو در برابر جریان پیشرو (شکل ۱-۶)
منحنی یک رابطه نمایی معمولی را نشان میدهد. در جریان تست ۵ میلیآمپر، VF تقریباً ۲.۰ ولت است که تا حدود ۲.۸ ولت در ۲۵ میلیآمپر افزایش مییابد. طراحان باید هنگام تنظیم مقاومتهای محدودکننده جریان، این تغییر ولتاژ را در نظر بگیرند.
۴.۲ جریان پیشرو در برابر شدت نسبی (شکل ۱-۷)
شدت نسبی تا جریان ۷.۵ میلیآمپر تقریباً به صورت خطی افزایش مییابد و در جریانهای بالاتر تمایل به اشباع دارد. کار در نزدیکی جریان تست (۵ میلیآمپر) تعادل خوبی بین روشنایی و بازده ایجاد میکند.
۴.۳ اثرات دما (شکل ۱-۸، ۱-۹)
با افزایش دمای محیط یا پایه، شدت نسبی کاهش مییابد (حدود ۱۰٪ از ۲۵ تا ۷۵ درجه سانتیگراد). حداکثر جریان پیشرو باید در دماهای بالاتر کاهش یابد تا از تجاوز به حد دمای اتصال جلوگیری شود.
۴.۴ جریان پیشرو در برابر طول موج غالب (شکل ۱-۱۰)
طول موج غالب با جریان کمی تغییر میکند (حدود ۱ نانومتر در بازه ۲۵ میلیآمپر) که برای الایدیهای زرد مبتنی بر InGaN معمول است. این تغییر برای اکثر کاربردهای نشاندهنده قابل چشمپوشی است.
۴.۵ توزیع طیفی (شکل ۱-۱۱)
قله انتشار در حدود ۵۹۰ نانومتر با پهنای کامل در نصف حداکثر (FWHM) تقریباً ۱۵ نانومتر است. طیف باریک خلوص رنگ خوبی را برای نشاندهندههای زرد تضمین میکند.
۴.۶ الگوی تابش (شکل ۱-۱۲)
الگوی تابش یک توزیع لمبرتی معمولی با یکنواختی زاویهای وسیع را نشان میدهد. شدت نسبی در زاویه ±۴۰ درجه بالای ۰.۶ باقی میماند که زاویه دید ۱۴۰ درجه را تأیید میکند.
۵. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
۵.۱ ابعاد بسته
ابعاد الایدی ۱.۰ میلیمتر (طول) × ۰.۵ میلیمتر (عرض) × ۰.۴ میلیمتر (ارتفاع) است. نمای پایین دو لنت را نشان میدهد: لنت ۱ (کاتد) و لنت ۲ (آند). قطبیت با یک بریدگی در نمای بالا مشخص میشود. الگوهای لحیمکاری لنتهایی به اندازه ۰.۵×۰.۶ میلیمتر با فاصله ۰.۶ میلیمتر را توصیه میکنند.
۵.۲ نوار حامل و قرقره
هر قرقره شامل ۶۰۰۰ قطعه است. ابعاد نوار حامل: عرض ۸ میلیمتر، گام تغذیه ۲.۰۰ میلیمتر، با علامت قطبیت. قطر قرقره ۱۷۸ میلیمتر (۷ اینچ)، قطر توپی ۶۰ میلیمتر و عرض ۸.۰ میلیمتر است.
۵.۳ اطلاعات برچسب
برچسبها شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (برای شار نور، رنگی، VF، طول موج)، تعداد و کد تاریخ است.
۶. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
۶.۱ پروفایل لحیمکاری رفلاکس
پروفایل توصیهشده: پیشگرم از ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۶۰-۱۲۰ ثانیه، نرخ افزایش ≤۳ درجه سانتیگراد بر ثانیه، دمای پیک ۲۶۰ درجه سانتیگراد (حداکثر ۱۰ ثانیه)، نرخ خنکسازی ≤۶ درجه سانتیگراد بر ثانیه. الایدی میتواند تا ۲ چرخه رفلاکس را تحمل کند، اما بیش از ۲ چرخه ممکن است باعث آسیب شود.
۶.۲ لحیمکاری دستی
در صورت نیاز به لحیمکاری دستی، دمای هویه را زیر ۳۰۰ درجه سانتیگراد و مدت آن را کمتر از ۳ ثانیه نگه دارید. فقط یک بار عملیات لحیمکاری دستی مجاز است.
۶.۳ ذخیرهسازی و کنترل رطوبت
کیسههای بازنشده را تا ۱ سال در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۷۵٪ نگهداری کنید. پس از باز کردن، ظرف ۱۶۸ ساعت در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۶۰٪ استفاده کنید. اگر قرار گرفتن در معرض رطوبت از حد مجاز فراتر رفت، قبل از استفاده به مدت ۲۴ ساعت در دمای ۶۰±۵ درجه سانتیگراد خشک کنید.
۷. توصیههای کاربردی
۷.۱ کاربردهای معمول
- نشاندهندههای نوری در لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی و پنلهای خودرو
- نور پسزمینه کلیدها و نمادها
- چراغهای وضعیت و هشدار عمومی
- نمایشگرها و تابلوهای کوچک
۷.۲ ملاحظات طراحی
- همیشه از مقاومتهای محدودکننده جریان برای جلوگیری از جریان بیش از حد استفاده کنید؛ یک تغییر ولتاژ کوچک میتواند باعث تغییرات بزرگ جریان شود.
- از مدیریت حرارتی کافی اطمینان حاصل کنید: دمای اتصال را زیر ۹۵ درجه سانتیگراد نگه دارید، بهویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان.
- از قرار دادن الایدی در معرض محیطهای با گوگرد بالا (بیش از ۱۰۰ PPM) خودداری کنید تا از تیرگی اجزای داخلی جلوگیری شود.
- خروج گازهای آلی فرار (VOC) از چسبها و مواد پوششی را به حداقل برسانید تا از تغییر رنگ پوشش سیلیکونی جلوگیری شود.
- در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) محافظت کنید - این الایدی برای ۲۰۰۰ ولت HBM رتبهبندی شده است، اما اقدامات احتیاطی ESD در هنگام حمل و نقل و مونتاژ توصیه میشود.
۸. قابلیت اطمینان و آزمایش
این الایدی آزمایشهای قابلیت اطمینان از جمله چرخه دمایی (۴۰- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۱۰۰ چرخه)، شوک حرارتی (۴۰- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۳۰۰ چرخه)، ذخیرهسازی در دمای بالا (۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۱۰۰۰ ساعت)، ذخیرهسازی در دمای پایین (۴۰- درجه سانتیگراد، ۱۰۰۰ ساعت) و آزمایش عمر (۲۵ درجه سانتیگراد، ۵ میلیآمپر، ۱۰۰۰ ساعت) را با موفقیت پشت سر گذاشته است. معیارهای پذیرش نیاز دارند که ولتاژ پیشرو در ۱.۱ برابر حد بالای مشخصات، جریان معکوس در ۲.۰ برابر حد بالا و شار نوری بالای ۰.۷ برابر حد پایین مشخصات باشد.
۹. اصل عملکرد
این الایدی از یک تراشه نیمههادی زرد استفاده میکند که معمولاً بر اساس سیستم ماده InGaN (ایندیم گالیم نیترید) با فسفر مناسب یا نشر مستقیم برای دستیابی به طول موج ۵۸۵ تا ۵۹۵ نانومتر ساخته شده است. هنگامی که بایاس مستقیم اعمال میشود، الکترونها و حفرهها در محل اتصال p-n بازترکیب شده و فوتونها را آزاد میکنند. اندازه کوچک تراشه و طراحی کارآمد، روشنایی بالا در جریان کم را امکانپذیر میکند و آن را برای دستگاههای باتریدار ایدهآل میسازد.
۱۰. روندهای توسعه
کوچکسازی الایدیهای اسامدی ادامه دارد و بستههای 0402 به یک استاندارد برای طراحیهای با تراکم بالا تبدیل شدهاند. روندهای آینده شامل بهبود بیشتر بازده نوری، طیف رنگی گستردهتر و مدیریت حرارتی پیشرفته است. استفاده از مواد بدون سرب و مطابق با استاندارد آراواچاس اکنون استاندارد است. علاوه بر این، تکنیکهای پیشرفته دستهبندی امکان کنترل tighter رنگ و روشنایی را فراهم میکنند که منجر به آرایههای نوری یکنواختتر میشود.
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. |