LED سفید مدل RF-BWB190DS-DD با ابعاد 1.6x0.8x0.7mm - ولتاژ پیشرو 2.8-3.4V - توان 105mW - برگه مشخصات فنی

1. نمای کلی محصول

سری LED سفید RF-BWB190DS-DD یک قطعه نصب سطحی (SMD) با عملکرد بالا است که با استفاده از تراشه آبی InGaN پوشش داده شده با فسفر برای تولید نور سفید طراحی شده است. ابعاد جمع و جور بسته آن 1.6mm × 0.8mm × 0.7mm آن را برای کاربردهای با فضای محدود ایده‌آل کرده و امکان چیدمان PCB با چگالی بالا را فراهم می‌کند. این LED برای تمام فرآیندهای استاندارد اسمبلی و لحیم‌کاری SMT طراحی شده است و زاویه دید وسیع 140° و سطح حساسیت به رطوبت 3 (MSL 3) را ارائه می‌دهد. این محصول کاملاً مطابق با RoHS است و سازگاری با محیط زیست را تضمین می‌کند.

1.1 توضیحات عمومی

این LED سفید با تحریک یک تراشه آبی با لایه فسفر ساخته می‌شود که بخشی از نور آبی را به طول موج‌های زرد و سبز تبدیل کرده و طیف سفید گسترده‌ای تولید می‌کند. محصول در چندین دسته روشنایی و رنگ برای پاسخگویی به نیازهای مختلف کاربردی موجود است. طراحی بسته شامل یک کپسولاسیون سیلیکونی شفاف است که استخراج نور و قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد.

1.2 ویژگی‌ها

• زاویه دید فوق‌العاده عریض: 140 درجه، مناسب برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه.
• سازگار با تمام فرآیندهای استاندارد اسمبلی و لحیم‌کاری SMT (قابل تحمل لحیم‌کاری برگشتی تا 260°C).
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3 (طبق J-STD-020)، با شرایط نگهداری مشخص شده.
• مطابق با RoHS؛ عاری از سرب، جیوه، کادمیوم و سایر مواد خطرناک.
• مقاومت حرارتی پایین: 450°C/W معمولی، نیازمند مدیریت حرارتی دقیق در طراحی.
• تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD): 1000V (HBM)، ارائه استحکام ESD منطقی.

1.3 کاربردها

• نشانگرهای نوری: چراغ‌های وضعیت، نورپردازی دکمه‌ها.
• نور پس‌زمینه کلید و نماد: خودرو، الکترونیک مصرفی، پنل‌های صنعتی.
• نورپردازی عمومی: نورپردازی تزئینی، نورپردازی علائم اضطراری.
• نور پس‌زمینه نمایشگر: نمایشگرهای کوچک LCD یا قطعه‌ای.

2. پارامترهای فنی – تجزیه و تحلیل عمیق عینی

مشخصات الکتریکی و نوری در دمای محیط 25°C اندازه‌گیری می‌شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. LED در جریان تست 20 mA (DC) مشخص می‌شود.

2.1 ولتاژ پیشرو (VF)

ولتاژ پیشرو به چندین محدوده (F2 تا J1) از حداقل 2.7V تا حداکثر 3.5V با مقادیر معمولی بین 2.8V و 3.4V دسته‌بندی می‌شود. این محدوده وسیع دسته‌بندی، تغییرات تولید را پوشش می‌دهد و به مشتریان امکان می‌دهد گروه‌های ولتاژی را برای طراحی سری/موازی انتخاب کنند. تلورانس اندازه‌گیری ±0.1V است. در حداکثر رتبه مطلق، جریان پیشرو می‌تواند تا 30 mA پیوسته برسد، اما شرایط تست مشخص شده برای عملکرد معمولی 20 mA است.

2.2 شدت نورانی (IV)

دسته‌های شدت نورانی از 1BE (حداقل 550 mcd) تا 1FB (حداقل 950 mcd، حداکثر تا 1000 mcd) در 20 mA اندازه‌گیری می‌شوند. دسته‌های با شدت بالاتر با کنترل دقیق‌تر فسفر و انتخاب تراشه به دست می‌آیند. تلورانس اندازه‌گیری ±10% است. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت دارند، توصیه می‌شود یک دسته شدت مشخص شود.

2.3 زاویه دید

زاویه دید (2θ1/2) معمولی 140 درجه است که الگوی انتشار بسیار وسیعی را نشان می‌دهد. این ویژگی LED را برای کاربردهایی که نشانگر باید از زاویه وسیعی قابل مشاهده باشد، مانند نورپردازی داشبورد یا مبلمان شهری، مناسب می‌سازد.

2.4 جریان معکوس و مقاومت حرارتی

جریان معکوس حداکثر به 10 µA در VR = 5V (اندازه‌گیری پالسی) محدود می‌شود. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (RTHJ-S) حداکثر 450°C/W است. این مقدار نسبتاً بالا به این معنی است که LED بدون خنک‌کننده مناسب برای عملیات با توان بالا مناسب نیست؛ حداکثر توان مصرفی 105 mW است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که دمای اتصال از 95°C تجاوز نکند.

2.5 حداکثر رتبه‌های مطلق

• توان مصرفی: 105 mW
• جریان پیشرو: 30 mA (DC)، 60 mA پیک (10% duty، پالس 0.1ms)
• ESD (HBM): 1000 V
• دمای عملیاتی: -40°C تا +85°C
• دمای نگهداری: -40°C تا +85°C
• دمای اتصال: حداکثر 95°C

تجاوز از هر یک از این رتبه‌ها می‌تواند باعث آسیب دائمی شود. استفاده از مقاومت‌های محدودکننده جریان و مدیریت حرارتی مناسب ضروری است.

3. سیستم دسته‌بندی

LED به دسته‌هایی برای ولتاژ پیشرو، شدت نورانی و مختصات رنگ دسته‌بندی می‌شود تا انطباق عملکرد دقیق‌تری فراهم کند.

3.1 دسته‌های ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو به کدهای F2، G1، G2، H1، H2، I1، I2، J1 از 2.7-2.8V تا 3.4-3.5V گروه‌بندی می‌شود. هر دسته 0.1V عرض دارد. این امکان را به کاربران می‌دهد تا محدوده ولتاژ باریکی را برای توزیع جریان یکنواخت در رشته‌های موازی انتخاب کنند.

3.2 دسته‌های شدت نورانی

دسته‌های شدت با برچسب 1BE (550-600 mcd) تا 1FB (950-1000 mcd) با افزایش 50 mcd در هر دسته مشخص می‌شوند. دسته‌های بالاتر در صورت درخواست موجود هستند اما ممکن است نیاز به سفارش ویژه داشته باشند.

3.3 دسته‌های رنگی

LED در چندین دسته رنگ سفید (W31, W32, W51, W52, W71, W72) که با مختصات CIE 1931 خاصی تعریف شده‌اند، ارائه می‌شود. این دسته‌ها محدوده‌ای از دمای رنگ همبسته (CCT) از حدود 6000K تا 3000K را پوشش می‌دهند که برای ترجیحات مختلف تعادل سفید مناسب هستند. تلورانس روی مختصات رنگ ±0.005 است.

4. تجزیه و تحلیل منحنی‌های عملکرد

مشخصات نوری معمولی در منحنی‌های برگه اطلاعات ارائه شده است. نکات کلیدی:

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی VF-IF نشان می‌دهد که ولتاژ پیشرو معمولی در 20 mA حدود 3.2V است. در جریان‌های پایین‌تر (مثلاً 5 mA)، VF به حدود 2.8V کاهش می‌یابد. در 30 mA، VF به حدود 3.4V افزایش می‌یابد. این موضوع اهمیت استفاده از درایور جریان ثابت یا مقاومت محدودکننده جریان را برای جلوگیری از فرار حرارتی برجسته می‌کند.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نورانی نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو تا حدود 30 mA افزایش می‌یابد. در 20 mA، شدت تقریباً 100% (نسبی) است. در 10 mA، به حدود 50% کاهش می‌یابد. این خطی بودن LED را برای کاهش نور با کاهش جریان مناسب می‌سازد.

4.3 اثرات دما

با افزایش دمای پین، شدت نسبی کاهش می‌یابد. در 85°C (دمای پین)، شدت به حدود 80% مقدار 25°C کاهش می‌یابد. ولتاژ پیشرو نیز با دما کاهش می‌یابد که در صورت عدم تنظیم ولتاژ می‌تواند باعث افزایش جریان شود. طراحی حرارتی باید اتصال را زیر 95°C نگه دارد.

4.4 طول موج و توزیع طیفی

منحنی طیفی حدود 450 نانومتر (آبی) با یک پیک ثانویه گسترده از 500-700 نانومتر (زرد/قرمز) به دلیل فسفر، قله دارد. طول موج غالب با جریان کمی تغییر می‌کند: جریان بالاتر مؤلفه آبی را افزایش داده و رنگ را به سمت سفید سردتر حرکت می‌دهد.

4.5 الگوی تابش

الگوی تابش شبه لمبرتی با زاویه نیمه عریض 70° (مجموع 140°) است. شدت نسبی در 90° هنوز حدود 10% از مقدار روی محور است که پوشش بسیار گسترده‌ای را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

• طول: 1.60 میلی‌متر
• عرض: 0.80 میلی‌متر
• ارتفاع: 0.70 میلی‌متر (بدنه)، 0.80 میلی‌متر با پدهای لحیم
• تلورانس: ±0.2 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شود

5.2 طراحی پد لحیم

الگوی لحیم‌کاری توصیه شده شامل دو پد مستطیلی (0.8mm × 0.8mm) با فاصله مرکز تا مرکز 2.4 میلی‌متر است. کاتد با یک بریدگی در نمای پایین مشخص می‌شود.

5.3 قطبیت

قطبیت LED با یک نقطه سبز یا بریدگی در سمت کاتد مشخص می‌شود. قطبیت اشتباه می‌تواند باعث آسیب شود؛ قبل از لحیم‌کاری همیشه جهت را تأیید کنید.

6. دستورالعمل‌های مونتاژ و لحیم‌کاری

6.1 پروفیل لحیم‌کاری برگشتی

لحیم‌کاری برگشتی باید مطابق پروفیل مشخص شده انجام شود:

• نرخ افزایش متوسط: حداکثر 3°C/s (از Tsmin تا Tp)
• پیش‌گرم: 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه
• زمان بالای 217°C: حداکثر 60 ثانیه
• دمای پیک: 260°C، حداکثر 10 ثانیه
• نرخ خنک‌شدن: حداکثر 6°C/s
• کل زمان از 25°C تا پیک: حداکثر 8 دقیقه

لحیم‌کاری برگشتی نباید بیش از دو بار انجام شود. اگر بیش از 24 ساعت بین چرخه‌های لحیم‌کاری فاصله بیفتد، LEDها باید دوباره برای حذف رطوبت پخته شوند. لحیم‌کاری دستی: دمای زیر 300°C، مدت زیر 3 ثانیه، فقط یک بار.

6.2 نکات حمل و نقل

• در طول یا پس از لحیم‌کاری به LED فشار مکانیکی وارد نکنید.
• از خنک‌شدن سریع پس از لحیم‌کاری برگشتی خودداری کنید.
• LED را روی PCB کج نصب نکنید؛ پس از لحیم‌کاری PCB را خم نکنید.
• در طول حمل و نقل از حفاظت ESD استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که محیط عملیاتی حاوی گوگرد<100 ppm؛ برم و کلر هر یک<900 ppm، مجموع<1500 ppm (توصیه شده، تضمین نشده).
• از ترکیبات آلی فرار (VOCs) که می‌توانند به کپسول سیلیکونی آسیب برسانند، خودداری کنید.

6.3 شرایط نگهداری

• قبل از باز کردن کیسه مانع رطوبت: ≤30°C، ≤75% RH، عمر قفسه‌ای 1 سال از تاریخ تولید.
• پس از باز کردن: ≤30°C، ≤60% RH، قابل استفاده به مدت 168 ساعت.
• اگر شرایط تجاوز شد، قبل از استفاده در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت پخت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 جزئیات بسته‌بندی

بسته‌بندی استاندارد: 4000 قطعه در هر قرقره. ابعاد نوار حامل: عرض 8 میلی‌متر، گام سوراخ چرخ دنده 2.0 میلی‌متر، گام قطعه 4.0 میلی‌متر. ابعاد قرقره: قطر 178 میلی‌متر (7")، قطر هاب 60 میلی‌متر، سوراخ هاب 13 میلی‌متر.

7.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شامل شار نوری، رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج)، مقدار و کد تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود.

7.3 کد سفارش

مدل RF-BWB190DS-DD سری را مشخص می‌کند. برای انتخاب دقیق دسته، با فروش مشورت کنید؛ دسته‌های سفارشی ممکن است موجود باشند.

8. خلاصه تست‌های قابلیت اطمینان

LED تست‌های قابلیت اطمینان زیر را با موفقیت پشت سر گذاشته است (22 نمونه هر کدام، معیار پذیرش 0/1):

• لحیم‌کاری برگشتی: 260°C، 10 ثانیه، 2 بار
• چرخه دما: -40°C تا 100°C، 100 چرخه
• شوک حرارتی: -40°C تا 100°C، 300 چرخه
• نگهداری در دمای بالا: 100°C، 1000 ساعت
• نگهداری در دمای پایین: -40°C، 1000 ساعت
• تست عمر: 25°C، 20 mA، 1000 ساعت

معیار شکست: تغییر VF > 10%، IR > 2x مشخصات، شار نوری<70% از اولیه.

9. ملاحظات طراحی

9.1 کاهش جریان و حرارت

برای اطمینان از عمر طولانی، LED را با حداکثر 20 mA پیوسته کار کنید. از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت استفاده کنید. برای دمای محیط بالا، جریان پیشرو را کاهش دهید تا دمای اتصال زیر 95°C بماند. پد حرارتی (نقطه لحیم) باید خنک‌کنندگی خوبی به صفحه مسی PCB داشته باشد.

9.2 حفاظت مدار

همیشه یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان قرار دهید. هنگام استفاده در آرایه‌ها، دسته‌بندی ولتاژ پیشرو برای جلوگیری از دزدی جریان حیاتی است. دیودهای حفاظت ESD در مدار درایور برای محیط‌های خشن توصیه می‌شود.

9.3 سازگاری مواد

از تماس کپسول سیلیکونی با مواد شیمیایی خشن (مانند اسیدها/بازهای قوی، حلال‌ها) خودداری کنید. از چسب‌هایی استفاده کنید که بخارات آلی منتشر نمی‌کنند. مجموعه LED را از آلاینده‌های گوگرد و هالوژن آب‌بندی کنید.

10. اصل عملکرد

LED سفید با الکترولومینسانس کار می‌کند: یک بایاس پیشرو باعث ترکیب مجدد الکترون‌ها و حفره‌ها در تراشه آبی InGaN شده و فوتون‌های آبی (حدود 450 نانومتر) ساطع می‌کند. این فوتون‌ها به یک لایه فسفر (معمولاً YAG:Ce) برخورد می‌کنند که بخشی از نور آبی را جذب کرده و در یک طیف زرد-سبز گسترده دوباره ساطع می‌کند. ترکیب نور آبی عبوری و زرد تولید نور سفید می‌کند. ترکیب فسفر دمای رنگ همبسته و شاخص نمایش رنگ را تعیین می‌کند.

11. ملاحظات زیست‌محیطی و نظارتی

این محصول با RoHS مطابقت دارد و حاوی سرب، جیوه، کادمیوم، کروم شش ظرفیتی، PBB یا PBDE به صورت عمدی نیست. با این حال، فسفر ممکن است حاوی مقادیر کمی سریم باشد که معاف است. کاربران باید از مقررات محلی برای دفع پیروی کنند. LED طبق دستورالعمل‌های فعلی REACH و WEEE به عنوان خطرناک طبقه‌بندی نمی‌شود.

12. سوالات متداول (FAQ)

12.1 طول عمر معمول این LED چقدر است؟

در شرایط رتبه‌بندی شده (20 mA، Tj<85°C)، LED می‌تواند بیش از 50000 ساعت با<30% کاهش شار نوری، بر اساس داده‌های صنعتی برای محصولات مشابه، دوام بیاورد.

12.2 آیا می‌توان از این LED برای روشنایی با توان بالا استفاده کرد؟

خیر، حداکثر توان 105 mW است. این LED برای کاربردهای نشانگر و سیگنال طراحی شده است، نه روشنایی عمومی.

12.3 چگونه دسته مناسب را برای طراحی خود انتخاب کنم؟

دسته‌های ولتاژ را متناسب با ولتاژ درایو و تلورانس‌های خود انتخاب کنید؛ دسته‌های شدت را برای یکنواختی روشنایی انتخاب کنید؛ دسته‌های رنگی را برای یکنواختی رنگ انتخاب کنید. برای رشته‌های سری، از همان دسته ولتاژ استفاده کنید.

12.4 اگر از حداکثر رتبه‌های مطلق تجاوز کنم چه اتفاقی می‌افتد؟

تجاوز از رتبه‌ها می‌تواند باعث خرابی فوری، تخریب زودرس یا تغییر رنگ شود. همیشه حاشیه‌های ایمنی را در نظر بگیرید.

13. مطالعات موردی (مثال‌های گویا)

13.1 چراغ نشانگر در یک وسیله خانگی

یک تولیدکننده ماشین لباسشویی از LED سفید 1.6x0.8mm برای نشانگر روشن بودن استفاده کرد. زاویه دید گسترده امکان مشاهده از هر جهتی را فراهم کرد. آنها دسته ولتاژ H1 (3.0-3.1V) را انتخاب کردند و با یک منبع تغذیه 5V از یک مقاومت سری 150Ω استفاده کردند که 13 mA تحویل می‌داد و عمر LED را برای مطابقت با گارانتی دستگاه افزایش می‌داد.

13.2 نور پس‌زمینه کلید خودرو

یک تأمین‌کننده رده اول خودرو از این LED برای نور پس‌زمینه کلیدهای پنجره استفاده کرد. زاویه دید 140° روشنایی یکنواخت را تضمین می‌کرد. آنها به دسته رنگ W31 (سفید سرد) برای مطابقت با دمای رنگ داشبورد نیاز داشتند. آنها از PWM با فرکانس 200 هرتز برای تنظیم روشنایی در شب استفاده کردند. LED تست‌های چرخه دمای 85°C را مطابق با AEC-Q101 (معادل) با موفقیت پشت سر گذاشت.

14. روندهای توسعه آینده

روند چنین LEDهای سفید کوچک به سمت بازدهی بالاتر و پایداری رنگ بهتر است. نسخه‌های آینده ممکن است با استفاده از فسفرهای کارآمدتر (مانند فسفر قرمز-سبز نیتریدی برای CRI بالا) و طرح‌های تراشه بهبود یافته به بازدهی 150 lm/W دست یابند. کوچک‌سازی ادامه دارد و بسته‌های 1005 (1.0x0.5mm) و 0603 رایج می‌شوند. صنعت همچنین به سمت دسته‌های رنگی استاندارد (بیضی‌های مک‌آدام) برای کاهش تغییر رنگ حرکت می‌کند.