مشخصات LED RGB تمام رنگی - ابعاد 2.8x2.7x2.45mm - ولتاژ R:1.7-2.4V G/B:2.5-3.3V - توان 60/68mW بر تراشه - سند فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

RF-W1SA27HS-M42 یک بسته LED SMD تمام رنگی است که برای کاربردهای با کنتراست بالا طراحی شده است. دارای سطح کاملاً مشکی برای به حداقل رساندن بازتاب و به حداکثر رساندن کنتراست در کاربردهای نمایشگر است. ابعاد فشرده 2.8mm x 2.7mm x 2.45mm آن را برای آرایش پیکسل با تراکم بالا مناسب می‌سازد.

1.1 توضیحات عمومی

این LED سه تراشه مجزا قرمز، سبز و آبی را در یک بسته واحد ادغام کرده و قادر به تولید طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها است. این محصول با زاویه دید بسیار گسترده 110 درجه طراحی شده است که درک یکنواخت رنگ را در بین مخاطبان گسترده تضمین می‌کند. دارای رتبه IPX6 برای مقاومت در برابر آب است و آن را برای نصب در فضای باز مقاوم می‌سازد. سطح حساسیت به رطوبت 5a است که نیاز به حمل و نگهداری دقیق دارد. علاوه بر این، محصول مطابق با RoHS و سازگار با فرآیندهای لحیم کاری ریفلو بدون سرب است.

1.2 ویژگی‌ها

• زاویه دید بسیار گسترده (110 درجه)
• شدت نورانی بالا با اتلاف توان کم
• قابلیت اطمینان خوب و عمر عملیاتی طولانی
• مقاوم در برابر آب مطابق استاندارد IPX6
• سطح حساسیت به رطوبت: 5a
• مطابق با RoHS و قابل لحیم کاری ریفلو بدون سرب
• پایان مات سطح

1.3 کاربردها

• صفحه‌نمایش‌های ویدئویی تمام رنگی در فضای باز
• نورپردازی تزئینی داخلی و خارجی
• جاذبه‌های تفریحی و نورپردازی سرگرمی
• تابلوها و نمایشگرهای عمومی

2. پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در Ts=25°C)

جدول زیر پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری را برای هر تراشه رنگی خلاصه می‌کند:

تمام پارامترها در IF = 20mA برای هر تراشه اندازه‌گیری می‌شوند، مگر در موارد دیگر ذکر شود. تلورانس اندازه‌گیری: ولتاژ پیشرو ±0.1V، طول موج غالب ±1nm، شدت نورانی ±10%.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

باید مراقب بود که اتلاف توان از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند. محصول نباید در شرایط بیش از این محدودیت‌ها کار کند.

2.3 سیستم دسته‌بندی

LEDها بر اساس ولتاژ پیشرو (VF)، شدت نورانی (Iv) و طول موج غالب (λD) در دسته‌ها مرتب می‌شوند. محدوده دسته‌بندی برای شدت نورانی 1:1.3 است. برای طول موج، تراشه‌های قرمز یک مرحله دسته 5nm دارند، در حالی که سبز و آبی 3nm در هر دسته دارند. برچسب شامل شماره قطعه، شماره لات و کدهای دسته برای IV، VF، Wd و IF است.

3. ویژگی‌های عملکردی

3.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

شکل 1-6 رابطه بین ولتاژ پیشرو و جریان پیشرو را برای هر رنگ نشان می‌دهد. با افزایش ولتاژ پیشرو، جریان پیشرو به صورت غیرخطی افزایش می‌یابد. تراشه قرمز ولتاژ آستانه کمتری نسبت به سبز و آبی دارد که با محدوده ولتاژ پیشرو پایین‌تر آن مطابقت دارد.

3.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

شکل 1-7 شدت نسبی را به عنوان تابعی از جریان پیشرو نشان می‌دهد. شدت خروجی با جریان افزایش می‌یابد، اما نرخ افزایش در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی کاهش می‌یابد.

3.3 شدت نورانی در مقابل دمای محیط

شکل 1-8 شدت نسبی را با تغییر دمای محیط از -30°C تا 85°C نشان می‌دهد. شدت با افزایش دما کاهش می‌یابد، به ویژه برای تراشه آبی. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد ضروری است.

3.4 دمای لحیم کاری در مقابل جریان پیشرو

شکل 1-9 حداکثر جریان پیشرو مجاز را در دماهای مختلف پد لحیم نشان می‌دهد. دماهای بالاتر حداکثر جریان را برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد اتصال LED کاهش می‌دهد.

3.5 توزیع طیفی

شکل 1-10 نشر طیفی نرمال‌شده تراشه‌های قرمز، سبز و آبی را نشان می‌دهد. اوج قرمز حدود 620nm، سبز حدود 530nm و آبی حدود 465nm است. طیف‌ها نسبتاً باریک هستند و خلوص رنگ خوبی را برای کاربردهای نمایشگر فراهم می‌کنند.

3.6 الگوهای تابش

شکل‌های 1-11 و 1-12 شدت تابش را در مقابل زاویه در جهت‌های X-X و Y-Y نشان می‌دهند. LED یک الگوی نشر پهن، تقریباً لمبرتی با زاویه نیم‌توان حدود 55 درجه از نرمال نشان می‌دهد که منجر به زاویه دید گسترده 110 درجه کلی می‌شود.

4. اطلاعات مکانیکی

4.1 ابعاد بسته

ابعاد بسته LED 2.8mm (طول) x 2.7mm (عرض) x 2.45mm (ارتفاع) است. تمام تلورانس‌ها ±0.1mm هستند مگر در موارد دیگر ذکر شود. بسته دارای شش پایه است: 1R+، 2R- برای قرمز، 3G+، 4G- برای سبز، 5B+، 6B- برای آبی. علامت پایه 1 در نمای بالایی نشان داده شده است. نمای پایینی پدهای لحیم را نشان می‌دهد.

4.2 قطبیت

قطبیت در شکل 1-4 نشان داده شده است. آند و کاتد برای هر رنگ به وضوح مشخص شده‌اند. مدارهای حفاظت از ولتاژ معکوس باید در طراحی گنجانده شوند تا از آسیب جلوگیری شود.

4.3 الگوهای لحیم کاری

شکل 1-5 طرح پد لحیم توصیه شده را ارائه می‌دهد. ابعاد برای طراحی مناسب فوت‌پرینت PCB ارائه شده است. علاوه بر این، بسته شامل پرکننده چسب (شکل 1-6) برای محافظت از اتصالات سیمی است.

5. بسته‌بندی

5.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در قالب نوار و قرقره با 10,000 قطعه در هر قرقره بسته‌بندی می‌شوند. ابعاد نوار حامل در شکل 2-1 و ابعاد قرقره در شکل 2-2 (قطر خارجی 400mm، قطر داخلی 100mm، عرض 12.4mm و غیره) مشخص شده است.

5.2 برچسب و مانع رطوبت

هر قرقره با شماره قطعه، شماره لات، کدهای دسته برای شدت نورانی (IV)، ولتاژ پیشرو (VF)، طول موج (Wd)، جریان پیشرو (IF)، مقدار (QTY) به هزاران و کد تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود. قرقره در یک کیسه فویل آلومینیومی ضد الکتریسیته ساکن و ضد رطوبت با ماده خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت (HIC) برای حفظ سطوح رطوبت کم مهر و موم می‌شود.

5.3 جعبه مقوایی

چندین قرقره در یک جعبه مقوایی برای حمل و نقل بسته‌بندی می‌شوند. ابعاد جعبه در شکل 2-5 ارائه شده است.

6. قابلیت اطمینان

6.1 موارد آزمایش قابلیت اطمینان

این محصول تحت شرایط فشار مختلف مطابق با استانداردهای JEDEC آزمایش می‌شود: مقاومت در برابر حرارت لحیم کاری (260°C، 3 بار)، شوک حرارتی (-40°C تا 100°C، 500 سیکل)، مقاومت در برابر رطوبت (85°C/85%RH + ریفلو)، نگهداری در دمای بالا (100°C، 1000h)، نگهداری در دمای پایین (-40°C، 1000h)، عمر عملیاتی دمای اتاق (25°C، 20mA، 1000h)، آزمایش عمر در دمای بالا و رطوبت بالا (85°C/85%RH، 10mA، 500h)، نگهداری در دمای رطوبت (85°C/85%RH، 1000h)، و آزمایش عمر دمای پایین (-40°C، 20mA، 1000h).

6.2 معیارهای شکست

پس از آزمایش‌های قابلیت اطمینان، LEDها بر اساس معیارهای زیر قضاوت می‌شوند: تغییر ولتاژ پیشرو کمتر از 10%، جریان معکوس کمتر از 10μA، تخریب متوسط شدت نورانی کمتر از 30%، و عدم وجود آسیب مکانیکی (ترک، لایه‌لایه شدن، تراشه‌های مرده).

7. لحیم کاری ریفلو SMT

7.1 پروفایل ریفلو

پروفایل لحیم کاری ریفلو توصیه شده در شکل 3-1 و جدول 3-1 نشان داده شده است. پارامترهای کلیدی: نرخ افزایش دما ≤4°C/s، پیش‌گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120s، زمان بالای 217°C (TL) ≤60s، دمای اوج 245°C به مدت ≤10s، نرخ خنک‌سازی ≤6°C/s. زمان کل از 25°C تا اوج ≤8 دقیقه. فقط یک بار ریفلو مجاز است. استفاده از خمیر لحیم دمای متوسط توصیه می‌شود.

7.2 لحیم کاری دستی و تعمیر

اگر لحیم کاری دستی ضروری است، از یک هویه لحیم کاری با دمای زیر 300°C به مدت کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار استفاده کنید. تعمیر باید اجتناب شود، اما در صورت نیاز، از یک هویه لحیم کاری دو سر استفاده کنید. پس از لحیم کاری، اجازه دهید محصول قبل از دست زدن تا دمای اتاق خنک شود.

7.3 تمیز کردن

با آب، بنزن یا تینر تمیز نکنید. ایزوپروپیل الکل (الکل) توصیه می‌شود. از مایعات یونی حاوی کلر (Cl) یا گوگرد (S) خودداری کنید.

8. اقدامات احتیاطی حمل و نقل

8.1 نگهداری

بسته ضد رطوبت باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% تا 6 ماه نگهداری شود. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 12 ساعت در یک محیط کنترل‌شده (≤30°C، ≤60% RH) استفاده شوند. مواد استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤10% ذخیره شده و قبل از استفاده بعدی به مدت 24 ساعت در دمای 65±5°C پخت شوند. برای محصولات مرطوب شده یا قدیمی‌تر از 6 ماه، زمان پخت افزایش می‌یابد (24-48h) یا به کارخانه بازگردانده می‌شود.

8.2 الکتریسیته ساکن

تخلیه ساکن می‌تواند به LED آسیب برساند و باعث کاهش ولتاژ پیشرو یا عدم روشنایی شود. تمام تجهیزات و پرسنل باید به درستی ارت شوند. از مچ‌بندهای ضد استاتیک، پدها و ظروف استفاده کنید.

8.3 حفاظت از ولتاژ معکوس

جریان معکوس معمولاً کم است، اما ولتاژ معکوس بیش از حد (بالای 5V) می‌تواند به سرعت جریان نشتی را افزایش داده و باعث مشکلات مقیاس خاکستری در نمایشگرها شود. طراحی کنید که ولتاژ معکوس زیر 5V باقی بماند.

8.4 مدیریت حرارتی

برای اطمینان از عمر طولانی، دمای سطح LED باید زیر 55°C و دمای پایه زیر 75°C در حین کار حفظ شود. طراحی حرارتی مناسب PCB و فاصله‌گذاری حیاتی است. دمای اتصال نباید از 115°C تجاوز کند.

9. توصیه‌های طراحی کاربرد

برای هر رنگ از درایورهای جریان ثابت استفاده کنید تا روشنایی ثابت حفظ شود. اطمینان حاصل کنید که کل اتلاف توان از حداکثر مقادیر مجاز تجاوز نمی‌کند. هنگام استفاده از درایو ماتریسی، از ولتاژ معکوس در زمان خاموشی اجتناب کنید. اگر LEDها برای مدت طولانی استفاده نشوند، ممکن است تخریب رخ دهد؛ قبل از استفاده مجدد رطوبت‌گیری کنید. برای نمایشگرهای اجاره‌ای، انتخاب دسته یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند. از محیط‌های دارای سولفید هیدروژن یا محتوای نمک بالا خودداری کنید.

10. مقایسه فناوری

در مقایسه با LEDهای RGB استاندارد، این دستگاه دارای سطح کاملاً مشکی است که با کاهش بازتاب نور از بسته، کنتراست را افزایش می‌دهد. رتبه IPX6 محافظت در برابر جت‌های آب قدرتمند را فراهم می‌کند و آن را برای استفاده در فضای باز ایده‌آل می‌سازد. زاویه دید گسترده 110 درجه از بسیاری از محصولات رقیب که فقط 90-100 درجه ارائه می‌دهند، پیشی می‌گیرد. علاوه بر این، سطح حساسیت به رطوبت 5a نیاز به حمل و نقل دقیق دارد اما امکان سازگاری با ریفلو بدون سرب را فراهم می‌کند.

11. سوالات متداول

س: چرا قبل از لحیم کاری نیاز به پخت است؟
ج: برای حذف رطوبت جذب‌شده توسط بسته، که می‌تواند در طول ریفلو باعث پاپ کورنینگ و آسیب داخلی شود.

س: آیا می‌توانم هر سه رنگ را به طور همزمان با جریان کامل راه اندازی کنم؟
ج: حداکثر کل اتلاف توان باید در نظر گرفته شود. در حالی که هر تراشه می‌تواند در جریان حداکثر خود کار کند، گرمای ترکیبی ممکن است از محدودیت‌های حرارتی فراتر رود. هیت سینک مناسب و کاهش جریان ضروری است.

س: چگونه می‌توانم یکنواختی رنگ را در بسیاری از LEDها تضمین کنم؟
ج: از LEDهای با کدهای دسته یکسان برای شدت نورانی و طول موج استفاده کنید. برگه داده محدوده‌های دسته‌بندی را برای تسهیل تطبیق مشخص می‌کند.

12. مطالعات موردی

در یک نصب بزرگ صفحه‌نمایش ویدئویی تمام رنگی در فضای باز، هزاران عدد از این LEDها با گام پیکسل 10mm استفاده شد. سطح کاملاً مشکی نسبت کنتراست را در مقایسه با LEDهای معمولی با سطح خاکستری به طور قابل توجهی بهبود بخشید و خوانایی بهتری را در زیر نور مستقیم خورشید امکان‌پذیر کرد. رتبه IPX6 عملکرد قابل اعتماد را در هنگام طوفان باران تضمین کرد. با مدیریت حرارتی مناسب، صفحه‌نمایش به روشنایی بیش از 5000 نیت و عمر بیش از 50,000 ساعت دست یافت.

13. اصل عملکرد

LEDهای RGB سه تراشه نیمه‌هادی را ترکیب می‌کنند که طول موج‌های مختلف (قرمز: AlInGaP، سبز و آبی: InGaN) ساطع می‌کنند. با تغییر جریان پیشرو به هر تراشه، چشم انسان از طریق ترکیب رنگ افزودنی طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها را درک می‌کند. طراحی بسته شامل یک فنجان بازتابنده و رزین شفاف برای استخراج کارآمد نور و دستیابی به الگوی پرتو مورد نظر است.

14. روندهای توسعه

روند در نمایشگرهای LED در فضای باز به سمت روشنایی بالاتر، یکنواختی رنگ بهتر و دوام محیطی افزایش یافته است. سطح کاملاً مشکی و رتبه IPX6 این LED با تقاضا برای کنتراست بالاتر و مقاومت در برابر آب و هوا همسو است. پیشرفت‌های آینده ممکن است شامل بسته‌های کوچکتر، بازده بالاتر و ادغام با سیستم‌های کنترل هوشمند باشد.