دیتاشیت LED سفید SMD PLCC-2 - ابعاد 2.8x3.5x0.7mm - ولتاژ پیشرو 8.6-9.8V - توان 1078mW - دمای رنگ 2700K-6500K

1. نمای کلی محصول

این LED سفید با استفاده از یک تراشه آبی و پوشش فسفر برای تولید نور سفید ساخته شده است. ابعاد بسته 2.8mm x 3.5mm x 0.7mm است که آن را برای طراحی‌های روشنایی فشرده مناسب می‌سازد. از پیکربندی بسته PLCC-2 استفاده می‌کند که با فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT سازگار است. ویژگی‌های کلیدی شامل زاویه دید بسیار وسیع، سطح حساسیت به رطوبت 3 (طبق استانداردهای IPC/JEDEC)، مطابقت با RoHS و در دسترس بودن در بسته‌بندی نوار و قرقره برای تولید خودکار است.

توضیحات عمومی

این دستگاه از طریق تحریک فسفر توسط تراشه آبی، نور سفید ساطع می‌کند. برای کاربردهای روشنایی داخلی که نیاز به روشنایی بالا و ثبات رنگ دارند طراحی شده است.

ویژگی‌ها

• بسته PLCC-2
• زاویه دید وسیع (تا 120 درجه)
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم‌کاری SMT
• موجود به صورت نوار و قرقره (12000 عدد در هر قرقره)
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 3
• مطابق با RoHS

کاربردها

• روشنایی داخلی (روشنایی عمومی)
• روشنایی لامپ
• کاربردهای داخلی عمومی مانند چراغ‌های سقفی، نورافکن‌ها و یراق‌آلات خطی

2. تفسیر پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکترواپتیکی

پارامترهای الکتریکی و نوری در دمای لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد و جریان پیشرو (IF) 100mA مشخص شده‌اند. ولتاژ پیشرو (VF) بسته به کد بسته‌بندی (Y0: 8.6-9.0V، Z0: 9.0-9.4V، A3: 9.4-9.8V) از 8.6V تا 9.8V متغیر است. ولتاژ پیشرو معمولی برای اکثر بسته‌ها حدود 9.0V است. شار نوری (Φ) بسته به کد بسته‌بندی از 95 lm تا 140 lm متغیر است؛ به عنوان مثال، رتبه UHA 95-100 lm و رتبه FC5 130-140 lm را ارائه می‌دهد. جریان معکوس (IR) در VR=15V کمتر از 10 µA است. زاویه دید (2θ1/2) معمولاً 120 درجه (حداقل 80 درجه) است که توزیع نور وسیع را تضمین می‌کند. شاخص rendu رنگ (CRI) حداقل 80، معمولاً 82 است که برای روشنایی داخلی عمومی که کیفیت رنگ مهم است مناسب می‌باشد. مقاومت حرارتی (RTHJ-S) حداکثر 15°C/W است که نشان‌دهنده انتقال حرارت خوب از اتصال به نقطه لحیم‌کاری است.

2.2 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

در دمای لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد، حداکثر رتبه‌بندی مطلق عبارتند از: توان تلف شده (PD) تا 1078 mW؛ جریان پیشرو (IF) تا 110 mA؛ جریان پیشرو پیک (IFP) تا 220 mA (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms)؛ ولتاژ معکوس (VR) تا 15V؛ تخلیه الکترواستاتیک (HBM) تا 2000V؛ محدوده دمای عملیاتی -40°C تا +105°C؛ محدوده دمای ذخیره‌سازی -40°C تا +105°C؛ دمای اتصال (TJ) حداکثر 125°C. توان تلف شده نباید از حداکثر رتبه‌بندی مطلق تجاوز کند. جریان پیشرو باید بر اساس اندازه‌گیری‌های حرارتی واقعی تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که دمای اتصال از 125°C تجاوز نمی‌کند. محافظت در برابر ESD در هنگام جابجایی توصیه می‌شود زیرا بیش از 90٪ LEDها تست HBM 2000V را پشت سر می‌گذارند.

3. سیستم بسته‌بندی

3.1 بسته‌های ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو در IF=100mA به سه گروه بسته‌بندی می‌شود: Y0 (8.6-9.0V)، Z0 (9.0-9.4V) و A3 (9.4-9.8V). این به مشتریان امکان می‌دهد LEDهایی با ولتاژ ثابت برای طراحی‌های مدار سری یا موازی انتخاب کنند.

3.2 بسته‌های شار نوری

شار نوری به چندین رتبه گروه‌بندی می‌شود: UHA (95-100 lm)، FC2 (100-110 lm)، FC3 (110-120 lm)، FC4 (120-130 lm) و FC5 (130-140 lm). بسته شار خاص مربوط به یک مدل معین به دمای رنگ بستگی دارد. به عنوان مثال، مدل‌های 3000K معمولاً در FC2 (100-110 lm) هستند، در حالی که مدل‌های 4000K FC3 (110-120 lm) و FC4 (120-130 lm) را ارائه می‌دهند.

3.3 بسته‌های رنگی

مختصات رنگ بر اساس استاندارد ANSI C78.377 با استفاده از بیضی MacAdam 7 مرحله‌ای بسته‌بندی می‌شوند. جدول مختصات X,Y را برای هر کد بسته (27M، 30M، 35M، 40M، 50M، 57M، 65N، 65M) مربوط به CCTهای اسمی از 2700K تا 6500K ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، بسته 30M (3000K) دارای مختصات X1=0.4668، Y1=0.4281؛ X2=0.4420، Y2=0.4197 و غیره است. این امر ثبات رنگ دقیق را در بین دسته‌های تولید تضمین می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی معمولی نشان می‌دهد که ولتاژ پیشرو با افزایش جریان کمی کاهش می‌یابد. در 100mA ولتاژ تقریباً 9.0V است؛ در 200mA به حدود 9.6V افزایش می‌یابد. این رفتار غیرخطی باید در طراحی درایور برای حفظ تنظیم جریان در نظر گرفته شود.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

خروجی نور نسبی با افزایش جریان پیشرو افزایش می‌یابد. در 100mA شدت نسبی به 100٪ نرمال می‌شود؛ در 200mA به تقریباً 180٪ می‌رسد. رابطه تا 150mA تقریباً خطی است.

4.3 ویژگی‌های دمایی

هم ولتاژ پیشرو و هم شدت نسبی تحت تأثیر دمای لحیم‌کاری قرار می‌گیرند. با افزایش دما از 25°C به 105°C، ولتاژ پیشرو حدود 0.8V کاهش می‌یابد (ضریب دمای منفی). خروجی نور نسبی نیز با افزایش دما کاهش می‌یابد: در 105°C به تقریباً 80٪ مقدار در 25°C می‌رسد. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ روشنایی حیاتی است.

4.4 الگوی تابش

الگوی تابش زاویه‌ای یک توزیع متقارن با نیمه شدت در ±60 درجه (زاویه دید 120 درجه) نشان می‌دهد. حداکثر خروجی نور در محور نوری است.

4.5 توزیع طیف

طیف LED سفید شامل یک پیک آبی در حدود 450 نانومتر و یک انتشار وسیع زرد-سبز از فسفر است که محدوده مرئی از 400 تا 700 نانومتر را پوشش می‌دهد. شکل طیف با CCT متفاوت است: CCTهای گرم‌تر دارای مؤلفه‌های قرمز قوی‌تر هستند، در حالی که CCTهای سردتر محتوای آبی بالاتری نشان می‌دهند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته LED به طول 2.80 میلی‌متر، عرض 3.50 میلی‌متر و ضخامت 0.70 میلی‌متر است (نمای بالا: 2.80 x 3.50 میلی‌متر؛ ارتفاع نمای جانبی 0.70 میلی‌متر). نمای پایین دو پد لحیم‌کاری را نشان می‌دهد: پد آند (A) به اندازه 1.96 x 2.10 میلی‌متر و پد کاتد (C) به اندازه 1.10 x 2.10 میلی‌متر. الگوی لحیم‌کاری توصیه شده شامل دو پد مستطیلی به ابعاد 2.10 x 0.50 میلی‌متر با فاصله 0.48 میلی‌متر است. تمام ابعاد دارای تلرانس ±0.05 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

5.2 شناسایی قطبیت

آند با علامت "+" در بالای بسته مشخص شده است؛ کاتد با علامت "-" مشخص شده است. نمای پایین نشان می‌دهد که پد بزرگتر (2.10 x 1.96 میلی‌متر) آند و پد کوچکتر (1.10 x 2.10 میلی‌متر) کاتد است.

5.3 ابعاد نوار حامل و قرقره

نوار حامل دارای عرض 12.0 میلی‌متر، گام 4.00 میلی‌متر و اندازه حفره مناسب برای بسته PLCC-2 است. ابعاد قرقره عبارتند از: A = 12.2 ±0.3 میلی‌متر، B = 290 ±2 میلی‌متر، C = 79.6 ±0.2 میلی‌متر، D = 14.2 ±0.2 میلی‌متر. هر قرقره شامل 12000 قطعه است. برچسب‌ها شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره دسته، کد بسته، شار نوری، بسته رنگی، ولتاژ پیشرو، کد طول موج، مقدار و تاریخ تولید است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

پروفایل ریفلو توصیه شده از فرآیند لحیم‌کاری بدون سرب استفاده می‌کند. نرخ افزایش میانگین از Tsmin (150°C) به Tp (260°C) نباید از 3°C/s تجاوز کند. پیش‌گرمایش بین 150°C و 200°C به مدت 60-120 ثانیه انجام می‌شود. دما برای حداکثر 60 ثانیه بالای 217°C باقی می‌ماند (زمان بالای مایع). دمای پیک 260°C با حداکثر زمان ماند 10 ثانیه است. نرخ خنک‌کنندگی نباید از 6°C/s تجاوز کند. کل زمان از 25°C تا پیک کمتر از 8 دقیقه است. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود؛ اگر فاصله بین لحیم‌کاری از 24 ساعت بیشتر شود، LEDها ممکن است به دلیل جذب رطوبت آسیب ببینند.

6.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

لحیم‌کاری دستی فقط یک بار مجاز است، با دمای هویه کمتر از 300°C و مدت زمان کمتر از 3 ثانیه. تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود؛ اگر اجتناب ناپذیر است، باید از هویه دو سر استفاده شود و تأثیر آن بر ویژگی‌های LED از قبل بررسی شود.

6.3 احتیاط‌ها

ماده کپسوله‌سازی سیلیکون است که نرم است. از فشار مکانیکی روی سطح بالایی در هنگام برداشتن و قرار دادن خودداری کنید. از فشار نوک مناسب استفاده کنید. LEDها را روی PCBهای خمیده نصب نکنید؛ پس از لحیم‌کاری، تخته را خم نکنید. از نیروی مکانیکی یا لرزش اضافی در هنگام خنک‌شدن خودداری کنید. خنک‌شدن سریع پس از لحیم‌کاری مجاز نیست.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش‌دهی

LED در کیسه‌های مانع رطوبت با ماده خشک‌کننده عرضه می‌شود، در قرقره‌ها (12000 عدد در هر قرقره) و سپس در جعبه‌های مقوایی بسته‌بندی می‌شود. شرایط ذخیره‌سازی: قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75٪ تا یک سال از تاریخ تحویل نگهداری شود. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 24 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60٪ استفاده شوند. اگر ماده خشک‌کننده رنگ خود را از دست داده باشد یا زمان ذخیره‌سازی از توصیه‌ها فراتر رود، پخت در دمای 60±5°C به مدت حداقل 24 ساعت لازم است. شماره‌گذاری محصول از الگوی RF-W[کد دمای رنگ]HP32DS-AF-I3 پیروی می‌کند، که در آن "W" نشان‌دهنده سفید، "HP32DS" نشان‌دهنده PLCC-2 پرقدرت با طراحی خاص، "AF" نشان‌دهنده بسته‌بندی خودکار شار و "I3" ممکن است نشان‌دهنده نسخه یا رتبه جریان باشد. شماره مدل همراه با کد بسته، دقیقاً درجه رنگی و شار را مشخص می‌کند.

8. توصیه‌های کاربردی

کاربردهای معمول شامل روشنایی داخلی مانند لامپ‌های حبابی، چراغ‌های سقفی و یراق‌آلات روشنایی عمومی است. هنگام طراحی مدار، اطمینان حاصل کنید که جریان پیشرو از هر LED از حداکثر رتبه تجاوز نمی‌کند. مقاومت‌های سری برای تثبیت جریان در برابر تغییرات ولتاژ توصیه می‌شود. طراحی حرارتی باید قوی باشد زیرا دمای بالا کارایی نوری را کاهش داده و رنگ را تغییر می‌دهد. از اتلاف حرارت کافی برای نگه داشتن دمای اتصال زیر 125°C اطمینان حاصل کنید. در محیط‌های دارای ترکیبات گوگرد، غلظت گوگرد باید زیر 100 PPM باشد تا از آسیب به LED جلوگیری شود. برم و کلر در مواد باید به ترتیب به کمتر از 900 PPM و مجموع کمتر از 1500 PPM محدود شوند. از استفاده از چسب‌هایی که بخارات آلی در نزدیکی LED منتشر می‌کنند خودداری کنید. اگر پس از لحیم‌کاری تمیزکاری لازم است، ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود؛ از تمیزکاری اولتراسونیک باید خودداری کرد زیرا ممکن است به بسته آسیب برساند.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای سفید PLCC-2 سنتی، این دستگاه زاویه دید وسیع‌تری (120 درجه در مقابل 110 درجه معمولی) و حداکثر جریان پیشرو بالاتری (110 mA در مقابل 100 mA) ارائه می‌دهد که امکان خروجی لومن بالاتر را فراهم می‌کند. بسته‌بندی ولتاژ پیشرو محکم‌تر است (افزایش 0.4V) در مقایسه با برخی رقبا که افزایش 0.6V ارائه می‌دهند، که سهولت عملکرد موازی را بهبود می‌بخشد. مقاومت حرارتی 15°C/W برای یک بسته PLCC-2 رقابتی است؛ برخی محصولات مشابه ممکن است 20-25°C/W داشته باشند. CRI حداقل 80 (معمولاً 82) برای استفاده داخلی عمومی مناسب است، در حالی که برخی محصولات تخصصی به CRI 90+ می‌رسند اما با کارایی کمتر.

10. سوالات متداول

س: آیا می‌توانم این LED را با ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

پ: راه‌اندازی با ولتاژ ثابت توصیه نمی‌شود زیرا تغییرات کوچک ولتاژ باعث تغییرات زیاد جریان می‌شود. از درایور جریان ثابت یا مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید.

س: طول عمر مورد انتظار چقدر است؟

پ: اگرچه به صراحت در دیتاشیت ارائه نشده است، LEDهای PLCC-2 معمولی پس از 50000 ساعت در شرایط توصیه شده (IF=100mA، Tj≤125°C) دارای نگهداری لومن >70٪ هستند.

س: چگونه کد بسته "27M" را تفسیر کنم؟

پ: "27M" نشان‌دهنده یک بسته CCT در حدود 2700K با مختصات رنگی خاص درون بیضی MacAdam 7 مرحله‌ای است.

س: آیا می‌توانم از این LED در فضای باز استفاده کنم؟

پ: دیتاشیت دمای عملیاتی از -40°C تا +105°C را مشخص می‌کند، اما بسته برای رطوبت خارجی یا نور مستقیم خورشید رتبه‌بندی نشده است مگر اینکه محافظت بیشتری انجام شود. برای استفاده در فضای باز، پوشش منطبق یا محفظه‌های دارای رتبه IP را در نظر بگیرید.

س: حداکثر ولتاژ معکوس چقدر است؟

پ: حداکثر ولتاژ معکوس مطلق 15V است. تجاوز از این مقدار ممکن است باعث آسیب شود. جریان معکوس در 15V کمتر از 10 µA است که نشان‌دهنده عملکرد خوب نشتی معکوس است.

11. نمونه‌های مورد استفاده

11.1 چراغ سقفی مسکونی

یک چراغ سقفی بازسازی 7 وات معمولی از 7 LED استفاده می‌کند: 7 × 1078 mW = 7.55 وات توان کل (کمی بیشتر به دلیل تلفات درایور). با 120 lm در هر LED (بسته FC3) در 100 mA، خروجی لومن کل 840 lm است که معادل یک لامپ رشتهای 60 وات است. زاویه دید وسیع (120 درجه) امکان پخش پرتو گسترده برای روشنایی یکنواخت اتاق را فراهم می‌کند.

11.2 نوار نور خطی

برای یک نوار 1 متری حاوی 60 LED (5 قرقره 12 تایی)، که با جریان کل 100 mA راه‌اندازی می‌شود (60 × 110 mA = 6.6 A غیرعملی است؛ معمولاً از رشته‌های موازی با مقاومت‌های جداگانه استفاده می‌شود). یک طراحی عملی‌تر 3 رشته موازی با هر کدام 20 LED است که هر رشته دارای یک مقاومت محدودکننده جریان و جریان کل 330 mA (3 × 110 mA) است. خروجی نور بیش از 6600 lm خواهد بود (3 رشته × 20 LED × 110 lm = 6600 lm). اتلاف حرارت مناسب حیاتی است.

12. اصل عملکرد

LED سفید بر اساس اصل تبدیل فسفر کار می‌کند: یک تراشه LED آبی مبتنی بر نیترید گالیم (GaN) نور آبی در حدود 450 نانومتر ساطع می‌کند. این نور آبی تا حدی توسط یک فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce) جذب می‌شود که در یک باند وسیع زرد-سبز بازتابش می‌کند. ترکیب نور آبی باقیمانده و انتشار فسفر زرد، نور سفید تولید می‌کند. با تنظیم ترکیب و غلظت فسفر، دمای رنگ همبسته (CCT) متفاوت از سفید گرم (2700K) تا سفید سرد (6500K) حاصل می‌شود. CRI توسط پهنای طیفی فسفر تعیین می‌شود؛ دستگاه‌های با CRI بالاتر اغلب از چندین فسفر (به عنوان مثال، فسفر قرمز اضافه شده) برای پر کردن شکاف‌های طیفی استفاده می‌کنند.

13. روندهای توسعه

روند بازار برای LEDهای سفید PLCC-2 شامل کوچک‌سازی بیشتر (به عنوان مثال، بسته‌های 1.6×1.6mm) در عین حفظ عملکرد نوری مشابه است. بهبود کارایی با کارایی بهتر تراشه و بازده کوانتومی فسفر (هدف >210 lm/W در 100 mA برای LEDهای توان متوسط) هدایت می‌شود. نسخه‌های با CRI بالاتر (CRI 90-95) برای روشنایی داخلی ممتاز رایج می‌شوند. علاوه بر این، ادغام کنترل هوشمند (به عنوان مثال، سفید قابل تنظیم) در حال افزایش است که نیاز به بسته‌بندی LED سازگار و ثبات رنگ دقیق دارد. بخش خودرو نیز بسته‌های مشابهی را برای روشنایی داخلی اتخاذ می‌کند. نیازهای قابلیت اطمینان همچنان برای مقاومت حرارتی کمتر و مقاومت بهتر در برابر گوگرد/رطوبت از طریق تکنیک‌های بسته‌بندی پیشرفته فشار می‌آورد.