فهرست مطالب
- 1. نمای کلی محصول
- 1.1 توضیحات
- 1.2 ویژگیها
- 1.3 کاربردها
- 2. پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (در دمای لحیم 25 درجه سانتیگراد)
- 2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
- 3. سیستم رتبهبندی
- 3.1 رتبههای ولتاژ پیشرو و شار نوری
- 3.2 رتبهبندی رنگی
- 4. منحنیهای عملکرد
- 4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
- 4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
- 4.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی
- 4.4 دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو
- 4.5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم
- 4.6 نمودار تابش
- 4.7 مختصات رنگی در مقابل دمای لحیم
- 4.8 توزیع طیف
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 ابعاد نوار حامل
- 5.3 ابعاد قرقره
- 5.4 مشخصات برچسب
- 5.5 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
- 5.6 موارد تست قابلیت اطمینان
- 5.7 معیارهای قضاوت آسیب
- 6. دستورالعمل لحیمکاری ریفلو SMT
- 6.1 پروفایل ریفلو
- 6.2 هویه لحیمکاری
- 6.3 تعمیر
- 6.4 احتیاطها
- 7. اقدامات احتیاطی در حمل و نقل
- 7.1 محتوای گوگرد و هالوژن
- 7.2 VOCها و سیلیکون
- 7.3 ابزارهای حمل
- 7.4 طراحی مدار
- 7.5 طراحی حرارتی
- 7.6 تمیز کردن
- 7.7 شرایط نگهداری
- 7.8 حساسیت ESD
- 8. نکات کاربردی
- 9. سوالات متداول
- 9.1 چرا رتبهبندی ولتاژ پیشرو مهم است؟
- 9.2 چگونه ESD را مدیریت کنیم؟
- 9.3 آیا میتوانم از 600mA تجاوز کنم؟
- 10. موارد کاربرد عملی
- 11. اصل کار
- 12. 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
RT-TVG*GE33MCZ یک دیود نورافشان سفید (LED) است که از تراشه آبی و تبدیل فسفر برای تولید نور سفید با طیف گسترده استفاده میکند. این LED در بسته EMC (ترکیب اپوکسی قالبگیری شده) به ابعاد 3.0mm x 3.0mm با ضخامت 0.72mm قرار دارد. این بسته نسبت به بستههای سنتی PLCC، اتلاف حرارت و استحکام مکانیکی بهتری ارائه میدهد و برای کار با جریان بالا تا 600mA مناسب است.
1.2 ویژگیها
- بسته EMC برای مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان بهبودیافته.
- زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه، ارائه توزیع نور یکنواخت.
- سازگار با فرآیندهای مونتاژ SMT استاندارد و لحیمکاری ریفلو.
- موجود در بستهبندی نواری و قرقرهای برای برداشت و قرارگیری خودکار.
- سطح حساسیت به رطوبت 3، نشاندهنده عمر مفید 168 ساعت پس از باز شدن.
- مطابق با RoHS، عاری از مواد خطرناک.
1.3 کاربردها
- نور پسزمینه برای نمایشگرهای LCD، تلویزیونها و مانیتورها.
- روشنایی کلیدها و نمادها در خودرو و الکترونیک مصرفی.
- نشانگرهای نوری برای وضعیت و هشدار.
- تابلوهای نمایش داخلی و تابلوهای راهنما.
- چراغهای لولهای (جایگزین T8/T5).
- روشنایی عمومی در جاهایی که روشنایی بالا مورد نیاز است.
2. پارامترهای فنی
2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (در دمای لحیم 25 درجه سانتیگراد)
جدول زیر پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری را خلاصه میکند. شرایط آزمایش در جریان پیشرو 600mA است مگر در غیر این صورت ذکر شود.
| پارامتر | نماد | حداقل | معمول | حداکثر | واحد | شرایط آزمایش |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ولتاژ پیشرو | VF | 2.8 | — | 3.6 | V | IF=600mA |
| جریان معکوس | IR | — | — | 10 | µA | VR=0.6V |
| شار نوری | Φ | 140 | — | 220 | lm | IF=600mA |
| زاویه دید | 2θ1/2 | — | 120 | — | درجه | IF=600mA |
| مقاومت حرارتی | RTHJ-S | — | 12 | — | °C/W | IF=600mA |
2.2 حداکثر رتبهبندی مطلق
| پارامتر | نماد | رتبه | واحد |
|---|---|---|---|
| اتلاف توان | PD | 2160 | mW |
| جریان پیشرو | IF | 600 | mA |
| جریان پیشرو پیک | IFP | 900 | mA |
| ولتاژ معکوس | VR | 0.6 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| دمای عملیاتی | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| دمای ذخیرهسازی | Tstg | -40 ~ +100 | °C |
| دمای اتصال | TJ | 115 | °C |
یادداشتها: (1) جریان پیشرو پیک در چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلیثانیه است. (2) تمام اندازهگیریها در شرایط استاندارد.
3. سیستم رتبهبندی
3.1 رتبههای ولتاژ پیشرو و شار نوری
در جریان پیشرو 600mA، ولتاژ پیشرو و شار نوری به رتبههایی دستهبندی میشوند تا یکنواختی تضمین شود. رتبههای ولتاژ از G1 (2.8-2.9V) تا J2 (3.5-3.6V) متغیر هستند. رتبههای شار نوری T140 (140-145 lm) تا T240 (240-245 lm) تعیین شدهاند. رتبههای میانی دیگر نیز وجود دارند اما به طور کامل ذکر نشدهاند.
3.2 رتبهبندی رنگی
نمودار رنگی CIE 1931 چندین رتبه رنگ را تعریف میکند: D, H, K, T و غیره. هر رتبه توسط چهار مختصات گوشه تعریف میشود. به عنوان مثال، رتبه D00 مختصات (0.3025,0.2723)، (0.2958,0.2760)، (0.3003,0.2850)، (0.3070,0.2813) دارد. این رتبهها انتخاب دقیق رنگ را برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ دارند، امکانپذیر میسازد.
4. منحنیهای عملکرد
4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو
شکل 1-7 رابطه را نشان میدهد: ولتاژ پیشرو به طور متوسط با جریان پیشرو افزایش مییابد. در حدود 600mA، VF تقریباً 3.0V است.
4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
شدت نور نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو تا 600mA افزایش مییابد که نشاندهنده بازده خوب در محدوده عملیاتی است.
4.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی
با افزایش دمای لحیم (Ts) از 20°C به 120°C، شدت نسبی حدود 15% کاهش مییابد که اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته میکند.
4.4 دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو
حداکثر جریان پیشرو مجاز با دما کاهش مییابد. در Ts=85°C، جریان پیشرو باید به حدود 400mA کاهش یابد.
4.5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم
ولتاژ پیشرو به صورت خطی با افزایش دما کاهش مییابد، با شیب حدود -2mV/°C.
4.6 نمودار تابش
الگوی تابش یک توزیع لمبرتی با عرض کامل در نصف حداکثر 120° را نشان میدهد که پوشش زاویهای وسیع را فراهم میکند.
4.7 مختصات رنگی در مقابل دمای لحیم
تغییر رنگ در دما حداقل است؛ Δx و Δy در محدوده عملیاتی در 0.01 باقی میمانند.
4.8 توزیع طیف
طیف انتشار در حدود 450nm (آبی) و 550nm (زرد) اوج دارد که برای LEDهای سفید تبدیلشده با فسفر معمول است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
ابعاد بسته 3.0mm × 3.0mm × 0.72mm (نمای بالا: 3.0×2.6? اندازه واقعی 3.0×3.0mm) است. قطبیت توسط یک شکاف در بالا و یک کاتد مشخص شده نشان داده میشود. الگوی لحیمکاری توصیهشده ارائه شده است.
5.2 ابعاد نوار حامل
ابعاد جیب نوار حامل AO=3.2±0.1mm، BO=3.3±0.1mm، KO=1.4±0.1mm است. عرض نوار 8.0mm با گام استاندارد است.
5.3 ابعاد قرقره
قطر قرقره 178±1mm، عرض 16.9±0.1mm، قطر هاب 59mm است.
5.4 مشخصات برچسب
هر برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد رتبه (شار، رنگی، VF)، تعداد و تاریخ است.
5.5 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
قرقرهها در کیسههای ضد رطوبت با مواد خشککن و کارت نشانگر رطوبت قرار میگیرند.
5.6 موارد تست قابلیت اطمینان
تستها شامل ریفلو، شوک حرارتی، ذخیرهسازی در دمای بالا/پایین، تست عمر در 600mA و 25°C، و تست عمر در دمای بالا/رطوبت بالا است. معیار پذیرش: 0/1 شکست.
5.7 معیارهای قضاوت آسیب
پس از تست، ولتاژ پیشرو نباید از 1.1×USL تجاوز کند، جریان معکوس از 2.0×USL تجاوز نکند و شار نوری از 0.7×LSL کمتر نشود.
6. دستورالعمل لحیمکاری ریفلو SMT
6.1 پروفایل ریفلو
پیشگرم از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه. نرخ افزایش ≤3°C/s. زمان بالای 217°C (TL) 60-120 ثانیه با دمای پیک 260°C حداکثر 10 ثانیه. نرخ خنکسازی ≤6°C/s. کل زمان از 25°C تا پیک ≤8 دقیقه.
6.2 هویه لحیمکاری
لحیمکاری دستی: دمای هویه ≤300°C به مدت ≤3 ثانیه، فقط یک بار.
6.3 تعمیر
تعمیر توصیه نمیشود؛ در صورت لزوم، از هویه دو سر استفاده کرده و مشخصات را تأیید کنید.
6.4 احتیاطها
سطح بالایی سیلیکون نرم است؛ از فشار زیاد خودداری کنید. روی PCB خمیده نصب نکنید. در طول خنکسازی از تنش مکانیکی خودداری کنید.
7. اقدامات احتیاطی در حمل و نقل
7.1 محتوای گوگرد و هالوژن
محتوای گوگرد در مواد جفتشونده باید زیر 100PPM باشد. برم و کلر هر کدام زیر 900PPM، مجموع زیر 1500PPM. این فقط توصیه است.
7.2 VOCها و سیلیکون
VOCهای مواد ثابت میتوانند به سیلیکون نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند و خروجی نور را کاهش دهند. تمام مواد را از نظر سازگاری تست کنید.
7.3 ابزارهای حمل
از پنس روی سطوح جانبی استفاده کنید؛ از تماس با لنز سیلیکونی خودداری کنید. به لنز فشار وارد نکنید.
7.4 طراحی مدار
مقاومتهای محدودکننده جریان را طراحی کنید تا از تجاوز به حداکثر رتبهبندی مطلق جلوگیری شود. از ولتاژ معکوس برای جلوگیری از آسیب خودداری کنید.
7.5 طراحی حرارتی
تولید گرما روشنایی را کاهش میدهد و رنگ را تغییر میدهد. از اتلاف حرارت کافی اطمینان حاصل کنید.
7.6 تمیز کردن
برای تمیز کردن از الکل ایزوپروپیل استفاده کنید. تمیز کردن اولتراسونیک ممکن است به LED آسیب برساند.
7.7 شرایط نگهداری
کیسه باز نشده: ≤30°C، ≤75% RH تا 1 سال. پس از باز شدن: ≤30°C، ≤60% RH به مدت 24 ساعت. اگر از این فراتر رفت، در دمای 65±5°C به مدت 24 ساعت پخت کنید.
7.8 حساسیت ESD
LEDها به ESD حساس هستند؛ اقدامات احتیاطی مناسب انجام دهید. بازده ESD >90% در 8kV HBM.
8. نکات کاربردی
برای کاربردهای نور پسزمینه، چندین LED را میتوان به صورت سری/موازی با تنظیم جریان مناسب متصل کرد. یک درایور جریان ثابت برای حفظ روشنایی یکنواخت توصیه میشود. مدیریت حرارتی حیاتی است: اطمینان حاصل کنید که تماس خوبی بین پد LED و هیت سینک PCB وجود دارد. در صورت لزوم از ویاهای حرارتی استفاده کنید. برای کاربردهای خارج از ساختمان، به دلیل حساسیت لنز سیلیکونی، حفاظت محیطی اضافی در نظر بگیرید.
9. سوالات متداول
9.1 چرا رتبهبندی ولتاژ پیشرو مهم است؟
این کار یکنواختی روشنایی و مصرف توان در رشتههای موازی را تضمین میکند.
9.2 چگونه ESD را مدیریت کنیم؟
از ایستگاههای کار ارت، بند مچ آنتیاستاتیک و بستهبندی آنتیاستاتیک استفاده کنید.
9.3 آیا میتوانم از 600mA تجاوز کنم؟
خیر، حداکثر رتبهبندی مطلق نباید تجاوز شود. حتی پالسهای کوتاه 900mA فقط با چرخه کاری 10% مجاز هستند.
10. موارد کاربرد عملی
مورد 1: چراغ لولهای خطی جایگزین لوله فلورسنت T8. 24 LED در هر متر، رانده شده در 600mA، دستیابی به 3000 لومن در هر متر. مورد 2: واحد نور پسزمینه LCD با 100 LED، هر یک با جریان 300mA برای کاهش چگالی حرارتی.
11. اصل کار
این LED سفید از یک تراشه آبی InGaN پوشیده شده با فسفر YAG:Ce استفاده میکند. نور آبی (λ≈450nm) از تراشه، فسفر را تحریک میکند که نور زرد ساطع میکند. ترکیب نور آبی و زرد نور سفید تولید میکند. دمای رنگ به ترکیب فسفر بستگی دارد.
12. روندهای توسعه
بستهبندی EMC به دلیل مقاومت در دمای بالا، استخراج نور بهتر و سازگاری با عملیات جریان بالا در حال محبوبیت است. روندهای آینده شامل بستهبندی در مقیاس تراشه و کارایی بالاتر 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. |