دیتاشیت LED سفید SMD5050 - ابعاد 5.0x5.0x1.6 میلی‌متر - ولتاژ 3.2 ولت - توان 0.306 وات - مستندات فنی

1. مرور محصول

سری SMD5050 یک ال‌ای‌دی نصب سطحی با روشنایی بالا است که برای کاربردهای روشنایی عمومی طراحی شده است. این سری نور سفید را در دمای رنگ مرتبط (CCT) مختلف از جمله سفید گرم، سفید خنثی و سفید سرد ارائه می‌دهد و گزینه‌هایی برای مقادیر مختلف شاخص بازتاب رنگ (CRI) دارد. بسته‌بندی دارای ابعاد فشرده 5.0x5.0 میلی‌متر است که آن را برای طراحی‌های با محدودیت فضا که نیاز به روشنایی یکنواخت و کارآمد دارند، مناسب می‌سازد.

مزیت اصلی این سری در سیستم استاندارد باینینگ برای شار نوری و رنگ‌سنجی آن نهفته است که تضمین‌کننده ثبات رنگ در خطوط تولید است. این محصول برای قابلیت اطمینان تحت فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT طراحی شده و برای کاربردهایی مانند نوارهای LED، ماژول‌های نور پس‌زمینه، روشنایی تزئینی و نورپردازی معماری هدف‌گیری شده است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

پارامترهای زیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به LED وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم (IF):90 میلی‌آمپر (حداکثر جریان پیوسته)
• جریان پالس مستقیم (IFP):120 میلی‌آمپر (عرض پالس ≤10ms، چرخه وظیفه ≤1/10)
• توان اتلافی (PD):306 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (Tj):125 درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (Tsld):لحیم‌کاری ریفلو در 200 درجه سانتی‌گراد یا 230 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد T_s=25°C اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول هستند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):3.2 ولت (معمول)، 3.4 ولت (حداکثر) در I_F=60mA.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر)
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول)

3. توضیح سیستم باینینگ

3.1 باینینگ دمای رنگ مرتبط (CCT)

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس دمای رنگ هدف خود در مناطق رنگ‌سنجی خاص (بین) طبقه‌بندی می‌شوند. این امر تضمین‌کننده یکنواختی رنگ هنگام استفاده همزمان چندین LED است. بین‌های سفارش استاندارد عبارتند از:

• 2700K: بین‌های 8A, 8B, 8C, 8D
• 3000K: بین‌های 7A, 7B, 7C, 7D
• 3500K: بین‌های 6A, 6B, 6C, 6D
• 4000K: بین‌های 5A, 5B, 5C, 5D
• 4500K: بین‌های 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U
• 5000K: بین‌های 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U
• 5700K: بین‌های 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U
• 6500K: بین‌های 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U
• 8000K: بین‌های 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U

توجه: شار نوری برای محصولات سری 5050N با یک مقدار حداقل مشخص شده است؛ شار واقعی ارسالی ممکن است بالاتر باشد در حالی که همچنان به بین CCT سفارش داده شده پایبند است.

3.2 باینینگ شار نوری

شار با کدهایی (مانند 1E, 1F, 1G) دسته‌بندی می‌شود که محدوده‌های خروجی حداقل و معمول در 60mA را نشان می‌دهند. بین‌ها بر اساس CCT و CRI متفاوت هستند.

• سفید با CRI 70 (گرم، خنثی، سرد):کدها از 1E (حداقل 18-20 لومن) تا 1H (حداقل 24-26 لومن برای سفید سرد) متغیر است.
• سفید با CRI 85:کدها از 1D (حداقل 16-18 لومن) تا 1F (حداقل 20-22 لومن) متغیر است.
• سفید گرم با CRI 93:کدهای 1C (حداقل 14-16 لومن) و 1D (حداقل 16-18 لومن).

تلرانس‌ها: شار نوری (±7%)، ولتاژ مستقیم (±0.08V)، CRI (±2)، مختصات رنگ‌سنجی (±0.005).

4. تحلیل منحنی عملکرد

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

مشخصه I-V شبیه به یک دیود است. ولتاژ مستقیم به صورت لگاریتمی با جریان افزایش می‌یابد. کار در جریان توصیه شده 60mA بهینه‌ترین بازده و طول عمر را تضمین می‌کند و به خوبی در محدوده حداکثر مجاز باقی می‌ماند.

4.2 جریان مستقیم در مقابل شار نوری نسبی

خروجی نوری در محدوده عملیاتی نرمال تقریباً با جریان خطی است. راه‌اندازی LED بالاتر از جریان توصیه شده منجر به بازده کاهشی در خروجی نور می‌شود در حالی که به طور قابل توجهی گرما را افزایش داده و کاهش لومن را تسریع می‌کند.

4.3 توزیع توان طیفی و اثرات دمای اتصال

منحنی‌های توزیع انرژی طیفی نسبی، قله‌های انتشار را برای محدوده‌های CCT مختلف (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) نشان می‌دهند. طیف با افزایش دمای اتصال کمی جابجا می‌شود که می‌تواند باعث تغییر قابل اندازه‌گیری در مختصات رنگ‌سنجی و CCT شود. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ خروجی رنگ پایدار حیاتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته SMD5050 دارای ابعاد اسمی 5.0 میلی‌متر (طول) x 5.0 میلی‌متر (عرض) x 1.6 میلی‌متر (ارتفاع) است. نقشه‌های مکانیکی دقیق تلرانس‌ها را مشخص می‌کنند: ابعاد .X: ±0.10mm، ابعاد .XX: ±0.05mm.

5.2 چیدمان پد و طراحی استنسیل

دیتاشیت طرح‌های توصیه شده الگوی لند (فوترپرینت) و استنسیل لحیم را ارائه می‌دهد تا تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در حین ریفلو را تضمین کند. پایبندی به این چیدمان‌ها برای تراز صحیح، تخلیه حرارتی و پایداری مکانیکی حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 حساسیت به رطوبت و پخت

LED SMD5050 به رطوبت حساس است (طبقه‌بندی MSL مطابق با IPC/JEDEC J-STD-020C).

• ذخیره‌سازی:کیسه‌های بازنشده را در دمای <30°C/<85% RH ذخیره کنید. پس از باز کردن، در دمای <30°C/<60% RH در کابینت خشک یا ظرف دربسته با ماده خشک‌کن نگهداری کنید.
• عمر مفید در محیط کار:ظرف 12 ساعت پس از باز کردن کیسه استفاده کنید.
• در صورت نیاز پخت الزامی است اگر:کیسه باز شده باشد، عمر مفید در محیط کار سپری شده باشد، یا کارت نشانگر رطوبت قرارگیری در معرض رطوبت را نشان دهد. LEDهایی که قبلاً به بردها لحیم شده‌اند را پخت نکنید.
• روش پخت:به مدت 24 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد روی قرقره اصلی پخت کنید. ظرف 1 ساعت پس از پخت ریفلو کنید یا به ذخیره‌سازی خشک (<20% RH) بازگردانید. از 60 درجه سانتی‌گراد تجاوز نکنید.

6.2 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

از یک پروفیل ریفلو استاندارد بدون سرب استفاده کنید. دمای اوج نباید از 230 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 200 درجه سانتی‌گراد باید حداکثر به 10 ثانیه محدود شود تا از آسیب بسته یا تخریب مواد داخلی جلوگیری شود.

7. محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها دستگاه‌های نیمه‌هادی مستعد آسیب ESD هستند، به ویژه انواع سفید، سبز، آبی و بنفش.

• تولید ESD:می‌تواند از طریق اصطکاک، القا یا هدایت رخ دهد.
• آسیب بالقوه:آسیب پنهان (افزایش جریان نشتی، کاهش روشنایی/تغییر رنگ، طول عمر کوتاه‌تر) یا خرابی فاجعه‌بار (عدم عملکرد کامل).
• اقدامات احتیاطی:اقدامات کنترل استاندارد ESD را اجرا کنید: از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ، زیرپایی‌های رسانا، یونیزه‌کننده‌ها و مواد بسته‌بندی و جابجایی ایمن در برابر ESD استفاده کنید.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نوارها و چراغ‌های نواری LED:چگالی بالا و زاویه دید خوب، روشنایی خطی یکنواخت را ممکن می‌سازد.
• نور پس‌زمینه:برای تابلوها، نمایشگرها و پنل‌هایی که نیاز به نور سفید یکنواخت دارند.
• روشنایی تزئینی و معماری:نورپردازی تاکیدی، نورهای مخفی و نورپردازی خطوط.
• نشانگر/روشنایی عمومی:در جایی که به یک منبع نصب سطحی فشرده و روشن نیاز است.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا مقاومت محدودکننده جریان مناسب استفاده کنید. مستقیماً به منبع ولتاژ متصل نکنید.
• مدیریت حرارتی:PCB را با تخلیه حرارتی کافی و مساحت مسی برای دفع گرما طراحی کنید. دمای اتصال بالا خروجی نور را کاهش می‌دهد، رنگ را جابجا می‌کند و طول عمر را کوتاه می‌کند.
• طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه روشنایی گسترده‌ای فراهم می‌کند. در صورت نیاز به شکل‌دهی پرتو، اپتیک ثانویه (لنزها، پخش‌کننده‌ها) را در نظر بگیرید.
• باینینگ برای ثبات رنگ:برای کاربردهای چند LED، بین‌های CCT و شار تنگ را از تامین‌کننده مشخص کنید تا از عدم تطابق قابل مشاهده رنگ یا روشنایی جلوگیری شود.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: آیا می‌توانم این LED را در حداکثر جریان 90mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: برای کار پیوسته توصیه نمی‌شود. جریان عملیاتی توصیه شده 60mA است. کار در 90mA گرمای بسیار بیشتری تولید می‌کند، که ممکن است از حداکثر دمای اتصال فراتر رود و منجر به کاهش سریع لومن و کاهش قابلیت اطمینان شود. همیشه برای شرایط توصیه شده طراحی کنید.

سوال: اگر LEDها را پس از باز ماندن کیسه به مدت بیش از 12 ساعت پخت نکنم چه اتفاقی می‌افتد؟

پاسخ: رطوبت جذب شده در بسته پلاستیکی می‌تواند در حین لحیم‌کاری ریفلو به سرعت منبسط شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی، آسیب اتصال سیم یا ترک خوردن بسته (\"پاپ کورن شدن\") شود. این اغلب منجر به خرابی فوری یا نقص‌های پنهان می‌شود که باعث خرابی زودرس در میدان می‌شود.

سوال: پروفیل دمای لحیم‌کاری چقدر حیاتی است؟

پاسخ: بسیار حیاتی. تجاوز از 230 درجه سانتی‌گراد یا محدودیت‌های زمان-دما می‌تواند به لنز سیلیکونی، فسفر، اتصال دی یا اتصالات سیم آسیب برساند. همیشه پروفیل ریفلو توصیه شده را دنبال کنید.

سوال: شار نوری تلرانس ±7% دارد. این چگونه بر طراحی من تأثیر می‌گذارد؟

پاسخ: این تغییر در تولید LED طبیعی است. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت دارند، توصیه می‌شود از LEDهای همان دسته تولیدی استفاده کنید و یک بین شار تنگ را مشخص کنید. مدار درایور نیز باید برای تطبیق با محدوده ولتاژ مستقیم معمول طراحی شود.

10. اصل عملکرد و روندهای فناوری

10.1 اصل عملکرد پایه

یک LED سفید SMD معمولاً از یک تراشه نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم آبی (InGaN) استفاده می‌کند. بخشی از نور آبی ساطع شده توسط این تراشه توسط یک لایه فسفر که تراشه را پوشش می‌دهد به طول موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌شود. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر منجر به درک نور سفید می‌شود. ترکیب دقیق فسفرها دمای رنگ مرتبط (CCT) و شاخص بازتاب رنگ (CRI) را تعیین می‌کند.

10.2 روندهای صنعت

روند کلی در LEDهای SMD با توان متوسط مانند 5050 به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بازتاب رنگ بهبود یافته (CRI بالاتر با مقادیر R9) و ثبات رنگ بهتر (باینینگ تنگ‌تر) است. همچنین تمرکز بر افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر تحت جریان‌های راه‌اندازی و دمای عملیاتی بالاتر وجود دارد. علاوه بر این، فناوری فسفر همچنان در حال پیشرفت است و امکان رنگ‌های اشباع‌شده‌تر و گاموت گسترده‌تر برای کاربردهای نمایشی و همچنین نور سفید قابل تنظیم طیفی بیشتر برای روشنایی انسان‌محور را فراهم می‌کند.