فهرست مطالب
- 1. نمای کلی محصول
- 1.1 توضیحات عمومی
- 1.2 ویژگیها
- 1.3 کاربردها
- 2. پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (دمای محیط 25 درجه سانتیگراد)
- 2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
- 3. سیستم دستهبندی
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- 4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
- 4.3 اثرات دما
- 4.4 طیف و الگوی تابش
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره
- 5.3 اطلاعات برچسب
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
- 6.3 احتیاطها
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 9. مقایسه فنی
- 10. سوالات متداول
- 10.1 چگونه باید دستگاههای حساس به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) را مدیریت کنم؟
- 10.2 اگر کیسه مانع رطوبت آسیب دیده باشد چه باید کرد؟
- 10.3 آیا میتوانم از جریانهای محرک مختلف برای تنظیم نور استفاده کنم؟
- 10.4 آیا این الئیدی برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
- 11. موارد کاربردی
- 12. اصل عملکرد
- 13. 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
1. نمای کلی محصول
1.1 توضیحات عمومی
این الئیدی سفید با استفاده از یک تراشه آبی و فسفر برای تولید نور سفید ساخته شده است. ابعاد بسته 1.6 میلیمتر × 0.8 میلیمتر × 0.4 میلیمتر بوده و آن را برای دستگاههای الکترونیکی فشرده مناسب میسازد. این محصول برای مونتاژ فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده و مطابق با استاندارد RoHS است.
1.2 ویژگیها
- زاویه دید بسیار گسترده (140 درجه)
- مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیمکاری SMT
- سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3
- مطابق با RoHS
1.3 کاربردها
نشانگرهای نوری، کلیدها و نمادها، نمایشگرها و اهداف روشنایی عمومی.
2. پارامترهای فنی
2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (دمای محیط 25 درجه سانتیگراد)
ولتاژ پیشرو (VF) در جریان 5 میلیآمپر از 2.6 ولت تا 3.4 ولت در مراحل دستهبندی F1 (2.6-2.7V)، F2 (2.7-2.8V)، G1 (2.8-2.9V)، G2 (2.9-3.0V)، H1 (3.0-3.1V)، H2 (3.1-3.2V)، I1 (3.2-3.3V)، I2 (3.3-3.4V) دستهبندی میشود. شدت نور (IV) در جریان 5 میلیآمپر از 90 میلیکندل تا 250 میلیکندل در دستههای 1AP (90-120 mcd)، G20 (120-150 mcd)، 1AW (150-200 mcd)، 1AX (200-250 mcd) متغیر است. زاویه دید 140 درجه (معمولی) است. جریان معکوس حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت است. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (RTHJ-S) حداکثر 450 درجه سانتیگراد بر وات است.
2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
حدود زیر نباید تجاوز شود: اتلاف توان 68 میلیوات; جریان پیشرو 20 میلیآمپر; ولتاژ معکوس 5 ولت; جریان پیشرو پیک (پالس 0.1 میلیثانیه، چرخه وظیفه 1/10) 60 میلیآمپر; تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 1000 ولت; دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتیگراد; دمای نگهداری 40- تا 85+ درجه سانتیگراد; دمای اتصال 95 درجه سانتیگراد. باید دقت شود که دمای اتصال از این رتبه تجاوز نکند.
3. سیستم دستهبندی
الئیدی بر اساس رنگینمایی (مختصات CIE 1931) و شدت نور به دستهها تقسیم میشود. دستههای رنگینمایی در نمودار CIE با مختصات برای دستههای B01-B06 و K01-K06 تعریف شدهاند. این دستهها نواحی سفید سرد تا سفید خنثی را پوشش میدهند. دستههای شدت نور همانطور که در بخش 2.1 توضیح داده شده است. دستههای ولتاژ پیشرو نیز برای تسهیل طراحی مدار ارائه شده است. کد دسته روی برچسب دقیقاً VF، رنگینمایی و رتبه شار دستگاه را مشخص میکند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
منحنی معمول VF-IF رفتار نمایی نشان میدهد: در جریانهای پایین ولتاژ به سرعت افزایش مییابد، سپس خطیتر میشود. در 5 میلیآمپر اسمی، VF معمولاً در محدوده 2.8-3.2 ولت بسته به دسته است. در 20 میلیآمپر، VF حدود 0.2-0.3 ولت افزایش مییابد.
4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
شدت نسبی تقریباً خطی با جریان از 0 تا 20 میلیآمپر افزایش مییابد. در 5 میلیآمپر، خروجی حدود 25% حداکثر (20 میلیآمپر) است. این منحنی در انتخاب جریان محرک برای روشنایی مطلوب کمک میکند.
4.3 اثرات دما
شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش مییابد. در 100 درجه سانتیگراد، شدت به حدود 85% مقدار خود در 25 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. جریان پیشرو باید در دماهای بالا کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود. منحنی دمای پین در مقابل جریان پیشرو نشان میدهد که در 100 درجه سانتیگراد، جریان پیشرو مجاز به حدود 15 میلیآمپر کاهش مییابد.
4.4 طیف و الگوی تابش
توزیع طیفی یک پیک آبی در حدود 450 نانومتر از تراشه الئیدی و یک انتشار زرد پهن از فسفر را نشان میدهد که منجر به نور سفید میشود. دمای رنگ همبسته (CCT) معمول یک سفید خنثی است. الگوی تابش شبه لامبرتین با زاویه دید گسترده 140 درجه است که توزیع نور یکنواخت را فراهم میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
ابعاد بسته الئیدی 1.6 میلیمتر × 0.8 میلیمتر × 0.4 میلیمتر با تلورانس ±0.2 میلیمتر است. نمای بالا ناحیه نورانی، نمای پایین پدهای الکترود و نمای جانبی ضخامت نازک را نشان میدهد. قطبیت با یک علامت در نمای بالا مشخص میشود. الگوی پد لحیمکاری توصیهشده 2.4 میلیمتر × 0.8 میلیمتر برای هر پد با فاصله 0.8 میلیمتر است، همانطور که در شکل 1-5 نشان داده شده است.
5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره
نوار حامل 8 میلیمتر عرض با گام جیبی 4 میلیمتر دارد. قرقره دارای قطر خارجی 178 ±1 میلیمتر، قطر توپی 60 ±1 میلیمتر و عرض 13.0 ±0.5 میلیمتر است. هر قرقره شامل 4000 عدد الئیدی است.
5.3 اطلاعات برچسب
هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کد دسته (شامل کد شار، دسته رنگینمایی، دسته VF، کد طول موج)، تعداد و کد تاریخ برچسبگذاری میشود.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
پروفایل ریفلو توصیهشده مطابق با استانداردهای JEDEC است. پیشگرم از 150 تا 200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه. نرخ افزایش دما نباید از 3 درجه سانتیگراد بر ثانیه تجاوز کند. زمان بالای 217 درجه سانتیگراد (مایع) 60-150 ثانیه است. دمای اوج 260 درجه سانتیگراد با حداکثر زمان ماند 10 ثانیه (در 5 درجه سانتیگراد اوج) است. نرخ خنکسازی باید ≤6 درجه سانتیگراد بر ثانیه باشد. زمان کل از 25 درجه سانتیگراد تا اوج حداکثر 8 دقیقه است. لحیمکاری ریفلو را بیش از دو بار انجام ندهید.
6.2 لحیمکاری دستی و تعمیر
در صورت نیاز به لحیمکاری دستی، از هویه لحیمکاری با دمای ≤300 درجه سانتیگراد برای کمتر از 3 ثانیه در هر پد استفاده کنید. فقط یک عملیات لحیمکاری دستی مجاز است. تعمیر پس از ریفلو توصیه نمیشود; در صورت اجتنابناپذیر، از هویه دو سر استفاده کرده و فرآیند را از قبل تأیید کنید.
6.3 احتیاطها
از نصب بر روی PCB تابخورده خودداری کنید; در هنگام خنکسازی تنش مکانیکی یا لرزش اعمال نکنید; پس از لحیمکاری سریع خنک نکنید.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
الئیدیها در کیسههای مانع رطوبت به همراه خشککننده و نشانگر رطوبت بستهبندی میشوند. شرایط نگهداری قبل از باز کردن: ≤30 درجه سانتیگراد، ≤75% رطوبت نسبی، معتبر به مدت 1 سال از تاریخ بستهبندی. پس از باز کردن: ≤30 درجه سانتیگراد، ≤60% رطوبت نسبی، باید ظرف 24 ساعت استفاده شود. اگر زمان نگهداری بیش از حد باشد یا خشککننده تغییر رنگ داده باشد، الئیدیها را در دمای 60±5 درجه سانتیگراد به مدت حداقل 24 ساعت قبل از استفاده پخت کنید. بستهبندی خارجی یک جعبه مقوایی استاندارد مناسب برای حمل و نقل است.
8. پیشنهادات کاربردی
با توجه به اندازه کوچک، این الئیدی برای چیدمان متراکم PCB ایدهآل است. از مقاومتهای محدودکننده جریان استفاده کنید تا جریان پیشرو از 20 میلیآمپر تجاوز نکند. طراحی حرارتی را در نظر بگیرید: الئیدی باید با ناحیه مسی کافی برای کمک به دفع گرما نصب شود. از قرار دادن الئیدی در معرض محیطهای حاوی گوگرد (>100 ppm) یا ترکیبات هالوژنه (Br>900 ppm, Cl>900 ppm, کل >1500 ppm) خودداری کنید زیرا میتوانند باعث خوردگی و تغییر رنگ شوند. برای تمیز کردن، از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید; از تمیز کردن اولتراسونیک استفاده نکنید زیرا ممکن است به الئیدی آسیب برساند.
9. مقایسه فنی
در مقایسه با بستههای SMD بزرگتر مانند 2835 (2.8×3.5 میلیمتر) یا 3528، بسته 1608 فضای اشغالی 75% کوچکتری دارد در حالی که هنوز روشنایی کافی برای کاربردهای نشانگر (تا 250 میلیکندل) فراهم میکند. زاویه دید گسترده 140 درجه آن برای کاربردهایی که نیاز به توزیع نور یکنواخت دارند مفید است. با این حال، حداکثر جریان پیشرو آن به 20 میلیآمپر محدود است که منجر به شار کلی کمتر در مقایسه با الئیدیهای پرقدرت میشود. این محصول برای طراحیهای کممصرف با محدودیت فضا بسیار مناسب است.
10. سوالات متداول
10.1 چگونه باید دستگاههای حساس به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) را مدیریت کنم؟
همیشه از ایستگاههای کاری ارتدار استفاده کنید، بند مچی ضداستاتیک بپوشید و الئیدیها را در بستهبندی ضداستاتیک نگهداری کنید.
10.2 اگر کیسه مانع رطوبت آسیب دیده باشد چه باید کرد؟
اگر کیسه آسیب دیده باشد یا نشانگر رطوبت بیش از 30% را نشان دهد، الئیدیها باید قبل از استفاده در دمای 60±5 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت پخت شوند.
10.3 آیا میتوانم از جریانهای محرک مختلف برای تنظیم نور استفاده کنم؟
بله، الئیدی را میتوان با جریانهای 0 تا 20 میلیآمپر راهاندازی کرد. توجه داشته باشید که رنگینمایی ممکن است با جریان کمی تغییر کند. عملیات پالسی با چرخه وظیفه کم تا 60 میلیآمپر پیک امکانپذیر است.
10.4 آیا این الئیدی برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
محدوده دمای عملیاتی (40- تا 85+ درجه سانتیگراد) برای بسیاری از کاربردهای فضای باز مناسب است، اما محصورسازی مناسب و محافظت در برابر رطوبت و آلودگیها ضروری است.
11. موارد کاربردی
مورد 1: نور پس زمینه ترموستات خانه هوشمند - فضای کوچک روی PCB فشرده جا میگیرد و نشانگر وضعیت سفید ارائه میدهد. مورد 2: روشنایی دکمههای داخلی خودرو - زاویه دید گسترده دید از چند زاویه را تضمین میکند. مورد 3: نشانگر سطح باتری در دستگاههای الکترونیکی قابل حمل - مصرف کم انرژی عمر باتری را افزایش میدهد.
12. اصل عملکرد
این الئیدی سفید از یک تراشه InGaN با تابش آبی که نور در حدود 450 نانومتر ساطع میکند استفاده میکند. تراشه با یک فسفر با تابش زرد (معمولاً YAG دوپ شده با Ce) پوشانده شده است. نور آبی تا حدی فسفر را برای انتشار نور زرد تحریک میکند; ترکیب نور آبی و زرد برای چشم انسان سفید به نظر میرسد. نسبت آبی به زرد دمای رنگ همبسته را تعیین میکند.
13. روندهای توسعه
روند صنعت الئیدی به سمت بستههای کوچکتر با بازده بالاتر است. بستهبندی در مقیاس تراشه (CSP) و معماریهای تراشهوارونه (فلپچیپ) برای عملکرد حرارتی بهتر و اندازه کاهشیافته محبوبیت پیدا میکنند. این بسته 1608 یک فناوری بالغ را نشان میدهد که همچنان به طور گسترده برای کاربردهای نشانگر و نمایشگر استفاده میشود. توسعههای آینده شامل روشنایی بالاتر در واحد سطح و پایداری رنگ بهبودیافته در طول دما است.
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. |