دیتاشیت LED تمام‌رنگ SMD مدل 67-235 - بسته‌بندی 3.2x2.8x1.9 میلی‌متر - ولتاژ 1.75-3.65 ولت - توان 0.12 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 67-235 یک ال‌ایدی تمام‌رنگ نصب‌سطحی (SMD) است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند اندازه فشرده، روشنایی بالا و قابلیت ترکیب رنگ هستند. این قطعه سه چیپ ال‌ایدی مجزا (قرمز، سبز، آبی) را درون یک پکیج رزین شفاف بی‌رنگ یکپارچه کرده و امکان تولید طیف وسیعی از رنگ‌ها را فراهم می‌کند. دستگاه دارای پکیج SMT سفید با فریم سربی و شش پایه مجزا برای کنترل مستقل هر کانال رنگی است. مزایای اصلی آن شامل زاویه دید گسترده، مصرف توان پایین و شدت نورانی بالا است که آن را برای نور پس‌زمینه و کاربردهای نشانگر در دستگاه‌های الکترونیکی با محدودیت فضا مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های اصلی و انطباق

• پکیج: SMT سفید، رزین شفاف بی‌رنگ.
• پیکربندی چیپ: مجهز به 3 چیپ ال‌ایدی داخلی (قرمز RQ، سبز GC، آبی BJ).
• رابط الکتریکی: پکیج با فریم سربی و 6 پایه مجزا.
• عملکرد نوری: زاویه دید گسترده، شدت نورانی بالا.
• فرآیند تولید: سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو.
• انطباق محیطی: عاری از سرب، مطابق با RoHS، منطبق با مقررات REACH اتحادیه اروپا.
• عاری از هالوژن: برم (Br) <900 ppm، کلر (Cl) <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm.
• پیش‌شرط‌سازی: بر اساس استاندارد JEDEC J-STD-020D سطح 3.

1.2 کاربردهای هدف

این ال‌ایدی برای کاربردهایی ایده‌آل است که فضا، بازدهی و قابلیت رنگ‌آمیزی حیاتی هستند. موارد استفاده متداول شامل تجهیزات سرگرمی، تابلوهای اطلاعاتی و علائم، ماژول‌های فلاش برای دوربین‌های دیجیتال یا تلفن‌های همراه و نورپردازی عمومی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک است. طراحی آن به ویژه برای استفاده با لوله‌های نوری بسیار مناسب است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (VR): 12 ولت برای قرمز (RQ)، 5 ولت برای سبز (GC) و آبی (BJ).
• جریان مستقیم (IF): 50 میلی‌آمپر برای RQ، 30 میلی‌آمپر برای GC و BJ.
• جریان مستقیم پیک (IFP): 100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @1KHz).
• توان تلف شده (Pd): 120 میلی‌وات برای RQ، 110 میلی‌وات برای GC/BJ.
• محدودیت‌های حرارتی: حداکثر دمای اتصال (Tj) 125 درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای کاری (Topr) 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای انبارش (Tstg) 40- تا 110+ درجه سانتی‌گراد.
• مقاومت حرارتی (Rth): اتصال به محیط 500 کلوین بر وات (RQ) و 600 کلوین بر وات (GC/BJ). اتصال به نقطه لحیم‌کاری 300 کلوین بر وات (RQ) و 400 کلوین بر وات (GC/BJ).
• تحمل ESD: 2000 ولت برای RQ، 500 ولت برای GC/BJ (احتمالاً مدل بدن انسان).
• دمای لحیم‌کاری: لحیم‌کاری رفلو در 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 30 ثانیه. لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترو-نوری (Ta=25°C)

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (جریان مستقیم IF=20mA) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نورانی (Iv): قرمز (RQ): 450-1400 میلی‌کاندلا. سبز (GC): 1120-2240 میلی‌کاندلا. آبی (BJ): 225-450 میلی‌کاندلا.
• زاویه دید (2θ1/2): 120 درجه (معمول).
• طول موج: طول موج پیک (λp): RQ~632nm، GC~518nm، BJ~468nm. طول موج غالب (λd): RQ 617.5-629.5nm، GC 525-535nm، BJ 465-475nm.
• پهنای باند طیفی (Δλ): RQ~20nm، GC~35nm، BJ~25nm.
• ولتاژ مستقیم (VF): RQ: 1.75-2.75V. GC/BJ: 2.75-3.65V.
• جریان معکوس (IR): ≤10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس نامی VR برای تمام چیپ‌ها.

تذکر درباره تلرانس‌ها:شدت نورانی ±11%، طول موج غالب ±1nm، ولتاژ مستقیم ±0.1V.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس پارامترهای عملکردی کلیدی به دسته‌هایی (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در تولید انبوه تضمین شود. طراحان باید هنگام سفارش، کدهای بین مورد نیاز را مشخص کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نورانی

اندازه‌گیری شده در IF=20mA. کدها از شدت پایین‌تر به بالاتر متغیرند.

• قرمز (RQ): U1 (450-560 mcd)، U2 (560-710)، V1 (710-900)، V2 (900-1120)، AA (1120-1400).
• سبز (GC): AA (1120-1400 mcd)، AB (1400-1800)، BA (1800-2240).
• آبی (BJ): S2 (225-285 mcd)، T1 (285-360)، T2 (360-450).

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

نقطه رنگ هر چیپ را تعریف می‌کند.

• قرمز (RQ): E4 (617.5-621.5 nm)، E5 (621.5-625.5)، E6 (625.5-629.5).
• سبز (GC): Y (525-530 nm)، Z (530-535).
• آبی (BJ): X (465-470 nm)، Y (470-475).

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

برای طراحی درایور و مدیریت توان مهم است.

• قرمز (RQ): 0 (1.75-1.95V)، 1 (1.95-2.15)، 2 (2.15-2.35)، 3 (2.35-2.55)، 4 (2.55-2.75).
• سبز (GC) / آبی (BJ): 5 (2.75-3.05V)، 6 (3.05-3.35)، 7 (3.35-3.65).

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت منحنی‌های مشخصه معمول را ارائه می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

4.1 توزیع طیفی

منحنی‌ها خروجی نور نسبی را به عنوان تابعی از طول موج برای هر چیپ نشان می‌دهند. چیپ قرمز (RQ) دارای پهنای باند باریک (~20nm) حول 632nm است. چیپ سبز (GC) پهنای باند گسترده‌تری (~35nm) حول 518nm دارد و چیپ آبی (BJ) پهنای باند متوسط (~25nm) حول 468nm دارد. این داده برای محاسبات ترکیب رنگ و طراحی فیلتر بسیار حیاتی است.

4.2 الگوی تابش

نمودار توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد و زاویه دید گسترده 120 درجه را تأیید می‌کند. شدت نور در مخروط دید مرکزی نسبتاً یکنواخت است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی یکنواخت مفید است.

4.3 رابطه جریان-ولتاژ (I-V)

منحنی‌های جداگانه برای RQ، GC و BJ رابطه غیرخطی بین جریان مستقیم (IF) و ولتاژ مستقیم (VF) را نشان می‌دهند. منحنی‌ها مشخصه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهند. چیپ قرمز ولتاژ آستانه پایین‌تری (~1.8V) نسبت به چیپ‌های سبز و آبی (~2.8V) دارد. این موضوع باید در طراحی مدار، به ویژه هنگام راه‌اندازی چیپ‌ها از یک منبع ولتاژ مشترک، در نظر گرفته شود.

4.4 طول موج در مقابل جریان و شدت در مقابل جریان

نمودارهای طول موج غالب در مقابل جریان مستقیم، جابجایی حداقلی با افزایش جریان را نشان می‌دهند که نشان‌دهنده پایداری رنگ خوب است. نمودارهای شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم در محدوده کاری توصیه شده تقریباً خطی هستند، اما در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی اشباع خواهند شد.

4.5 کاهش ظرفیت و مدیریت حرارتی

نمودار حداکثر جریان مستقیم مجاز در مقابل دما برای قابلیت اطمینان حیاتی است. این نمودار نشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان کاری ایمن باید با افزایش دمای محیط یا نقطه لحیم‌کاری کاهش یابد. به عنوان مثال، در 100 درجه سانتی‌گراد، جریان مجاز به طور قابل توجهی کمتر از 25 درجه سانتی‌گراد است. چیدمان PCB مناسب برای هیت‌سینک برای حفظ عملکرد و طول عمر ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این ال‌ایدی دارای فوت‌پرینت فشرده SMD است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده) عبارتند از: طول کلی 3.2mm، عرض 2.8mm و ارتفاع 1.9mm. نقشه دقیق، مکان‌های پد، طرح کلی قطعه و شناسایی پایه‌ها (1 تا 6) را مشخص می‌کند. پایه 1 معمولاً کاتد چیپ قرمز است و پایه‌های دیگر به آند و کاتد چیپ‌های سبز و آبی اختصاص داده شده‌اند. پین‌اوت دقیق باید از نمودار ابعاد برای چیدمان صحیح PCB تأیید شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری

• لحیم‌کاری رفلو (توصیه شده):حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 ثانیه. پروفیل استاندارد رفلو عاری از سرب مناسب است.
• لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، دمای هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر اتصال محدود شود.

6.2 اقدامات احتیاطی در جابجایی و انبارش

• این دستگاه‌ها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. در حین جابجایی و مونتاژ از اقدامات احتیاطی استاندارد ESD استفاده کنید.
• در محیط خشک نگهداری شود. سطح حساسیت به رطوبت (MSL) توسط پیش‌شرط‌سازی JEDEC J-STD-020D سطح 3 مشخص می‌شود که معمولاً معادل MSL 3 است. این بدان معناست که پکیج می‌تواند تا 168 ساعت قبل از نیاز به پخت (بیکینگ) پیش از رفلو، در شرایط محیط کارخانه قرار گیرد.
• از اعمال تنش مکانیکی بر روی لنز در هنگام قرارگیری اجتناب کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

دستگاه‌ها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت، مانند نوار و قرقره (Tape & Reel) عرضه می‌شوند تا عمر مفید قفسه حفظ شده و از جذب رطوبت جلوگیری شود.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و تأیید است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته‌بندی خاص برای شدت نورانی (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). شماره LOT امکان ردیابی تولید را فراهم می‌کند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

هر کانال رنگی باید به طور مستقل با استفاده از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ راه‌اندازی شود. به دلیل ولتاژهای مستقیم متفاوت، در صورت استفاده از منبع ولتاژ مشترک، مقاومت‌های تنظیم جریان جداگانه برای کانال قرمز و کانال‌های ترکیبی سبز/آبی مورد نیاز است. مدولاسیون عرض پالس (PWM) روش توصیه شده برای تنظیم نور و ترکیب رنگ است، زیرا جریان مستقیم ثابتی را حفظ کرده و در نتیجه مختصات رنگ پایدار می‌ماند.

8.2 طراحی حرارتی

با توجه به توان تلف شده (تا 120mW) و مقاومت حرارتی، PCB به عنوان هیت‌سینک اصلی عمل می‌کند. از مساحت کافی مس (پدهای حرارتی) متصل به نقاط لحیم‌کاری ال‌ایدی استفاده کنید و برای بهبود اتلاف حرارت، به ویژه در کاربردهای با جریان بالا یا دمای محیط بالا، استفاده از وایاهای حرارتی به لایه‌های داخلی یا زیرین را در نظر بگیرید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده این ال‌ایدی را برای کاربردهای نیازمند روشنایی وسیع مناسب می‌سازد. برای کاربردهای لوله نوری، اطمینان حاصل کنید که ورودی لوله به درستی تراز و اندازه‌گیری شده تا مخروط نور ساطع شده را دریافت کند. رزین شفاف امکان ترکیب رنگ خوبی را هنگامی که چیپ‌ها نزدیک به یک سطح پخش‌کننده قرار می‌گیرند فراهم می‌کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

مزایای کلیدی مدل 67-235 در رده خود، یکپارچه‌سازی سه چیپ مجزا با عملکرد بالا (AlGaInP برای قرمز، InGaN برای سبز و آبی) در یک پکیج بسیار فشرده 3.2x2.8mm، همراه با زاویه دید گسترده 120 درجه است. در مقایسه با ال‌ایدی‌های RGB ساده‌تر با دو پایه، پیکربندی شش پایه امکان کنترل کاملاً مستقل هر رنگ را فراهم کرده و گاموت رنگ بسیار وسیع‌تر و جلوه‌های نوری پیچیده‌تری را ممکن می‌سازد. انطباق آن با استانداردهای سختگیرانه محیطی (RoHS، REACH، عاری از هالوژن) آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت مناسب می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم هر سه رنگ را با یک مقاومت محدودکننده جریان یکسان راه‌اندازی کنم؟

خیر. ولتاژ مستقیم (VF) چیپ قرمز (1.75-2.75V) به طور قابل توجهی کمتر از چیپ‌های سبز و آبی (2.75-3.65V) است. استفاده از یک مقاومت واحد از یک منبع ولتاژ مشترک منجر به جریان بیش از حد از طریق چیپ قرمز یا جریان ناکافی برای چیپ‌های سبز/آبی شده و باعث تعادل رنگ نادرست و احتمال تنش بیش از حد می‌شود. از کنترل جریان جداگانه برای هر کانال استفاده کنید.

10.2 معنای کدهای دسته‌بندی (CAT، HUE، REF) چیست؟

اینها کدهای طبقه‌بندی کیفیت هستند. CAT به دسته شدت نورانی اشاره دارد (مثلاً U1، AA). HUE به دسته طول موج غالب اشاره دارد (مثلاً E4، Y). REF به دسته ولتاژ مستقیم اشاره دارد (مثلاً 0، 5). مشخص کردن این دسته‌ها تضمین می‌کند که ال‌ایدی‌هایی با ویژگی‌های الکتریکی و نوری بسیار نزدیک به هم دریافت می‌کنید، که برای عملکرد یکنواخت در آرایه‌های چند ال‌ایدی یا کاربردهای حساس به رنگ حیاتی است.

10.3 چگونه با این ال‌ایدی RGB نور سفید ایجاد کنم؟

نور سفید با ترکیب سه رنگ اصلی (قرمز، سبز، آبی) در نسبت‌های شدت خاص ایجاد می‌شود. نسبت‌های دقیق به نقطه سفید هدف (مثلاً سفید سرد، سفید گرم) و خروجی طیفی خاص هر دسته ال‌ایدی بستگی دارد. این امر معمولاً نیاز به کالیبراسیون و الکترونیک درایوری دارد که قادر به تنظیم دقیق جریان هر کانال باشد. بدون مدار کنترل مناسب، این یک راه‌حل ساده Plug-and-Play برای نور سفید نیست.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: نشانگر وضعیت برای یک دستگاه قابل حمل

یک طراح به یک نشانگر وضعیت چندرنگ برای یک دستگاه پزشکی دستی نیاز دارد. فضا بسیار محدود است. ال‌ایدی مدل 67-235 انتخاب می‌شود. کانال قرمز برای نشان دادن هشدار باتری ضعیف (چشمک‌زن)، کانال سبز برای عملکرد عادی (ثابت) و کانال آبی برای نشان دادن اتصال بلوتوث (ضربان‌دار) برنامه‌ریزی می‌شود. یک میکروکنترلر کوچک با سه خروجی PWM، ال‌ایدی را از طریق سوئیچ‌های ترانزیستوری ساده راه‌اندازی می‌کند. زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که وضعیت از زوایای مختلف بدون نیاز به لنز پیچیده قابل مشاهده است. مصرف توان پایین هر کانال (معمولاً 20mA) به حفظ عمر باتری کمک می‌کند. طراحی شش پایه‌ای به میکروکنترلر اجازه می‌دهد هر رنگ را به طور مستقل و بدون نیاز به مدار مالتی‌پلکسینگ اضافی کنترل کند.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از آن‌ها نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود. در مدل 67-235 از سه ماده نیمه‌هادی مختلف استفاده شده است: AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای چیپ قرمز و InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای چیپ‌های سبز و آبی. ترکیب خاص این مواد، انرژی گاف نوار نیمه‌هادی را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته می‌کند. هنگامی که بایاس مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. پکیج رزین اپوکسی شفاف برای محافظت از چیپ‌های نیمه‌هادی ظریف عمل می‌کند، به عنوان لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند و ممکن است حاوی فسفر (اگرچه در این نسخه شفاف نیست) برای تغییر رنگ باشد.

13. روندها و زمینه فناوری

مدل 67-235 نمایانگر یک فناوری بالغ در زمینه ال‌ایدی‌های RGB نصب‌سطحی است. روندهای فعلی صنعت به طور همزمان به چند جهت در حال حرکت است: 1)افزایش بازده و درخشندگی:ساختارهای اپیتاکسیال جدید و تکنیک‌های بسته‌بندی همچنان به بهبود خروجی لومن بر وات (کارایی) ادامه می‌دهند. 2)کوچک‌سازی:حتی اندازه‌های پکیج کوچکتر (مثلاً 2.0x1.6mm، 1.6x1.6mm) برای دستگاه‌های فوق فشرده در حال رایج شدن هستند. 3)بهبود بازتولید رنگ و گاموت:توسعه در ال‌ایدی‌های تبدیل شده با فسفر و مواد انتشار مستقیم، هدف گسترش گاموت رنگ برای نمایشگرها و دستیابی به شاخص بازتولید رنگ (CRI) بالاتر برای نورپردازی را دنبال می‌کنند. 4)هوش یکپارچه:بازار شاهد رشد ال‌ایدی‌هایی با IC کنترل داخلی (ال‌ایدی‌های RGB آدرس‌پذیر) است که طراحی سیستم را ساده می‌کند. در حالی که مدل 67-235 یک قطعه گسسته است، درک این روندها به انتخاب فناوری مناسب برای طراحی‌های آینده‌نگر، متعادل کردن هزینه، عملکرد و سطح یکپارچه‌سازی کمک می‌کند.