برگه اطلاعات LED سفید SMD 3.00x1.40x0.52 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 2.8 ولت - شار نوری 23 لومن - توان 0.192 وات - دارای گواهی AEC-Q102 خودرویی

1. نمای کلی محصول

این LED سفید با استفاده از تراشه آبی و فسفر برای دستیابی به طیف گسترده نور سفید ساخته شده است. این قطعه در یک بسته فشرده EMC (محفظه قالب‌گیری اپوکسی) با ابعاد 3.00 میلی‌متر x 1.40 میلی‌متر x 0.52 میلی‌متر عرضه می‌شود. برای کاربردهای روشنایی داخلی و خارجی خودرو طراحی شده و کاملاً با استاندارد تست تنش AEC-Q102 برای نیمه‌هادی‌های گسسته درجه خودرو مطابقت دارد. این LED زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه را ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای نیازمند توزیع یکنواخت نور مناسب می‌سازد. با سطح حساسیت رطوبت 2 (MSL2) و مطابقت با RoHS، این قطعه برای مونتاژ استاندارد SMT و فرآیند لحیم‌کاری回流 بهینه شده است.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

در شرایط آزمایش IF = 50 میلی‌آمپر و Ts = 25 درجه سانتی‌گراد، ولتاژ پیشرو (VF) از 2.6 ولت (حداقل) تا 3.2 ولت (حداکثر) با مقدار معمول 2.8 ولت متغیر است. جریان معکوس (IR) در VR = 5 ولت معمولاً کمتر از 10 میکروآمپر است که نشت کم را تضمین می‌کند. شار نوری (Φ) بین 19.6 لومن (حداقل) و 26.9 لومن (حداکثر) با مقدار معمول 23 لومن مشخص شده است. زاویه دید (2θ1/2) معمولاً 120 درجه است. مقاومت حرارتی اتصال تا نقطه لحیم (RTHJ-S) حداکثر 50 درجه سانتی‌گراد بر وات است که نشان‌دهنده قابلیت دفع حرارت خوب است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

حداکثر توان تلفاتی (PD) 384 میلی‌وات است. جریان پیشرو (IF) نباید از 120 میلی‌آمپر DC تجاوز کند، در حالی که جریان پیشرو پیک (IFP) می‌تواند در چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 10 میلی‌ثانیه به 200 میلی‌آمپر برسد. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. این قطعه می‌تواند تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 8000 ولت (HBM) با بازده بیش از 90% را تحمل کند. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد است و دمای نگهداری نیز یکسان است. حداکثر دمای اتصال (TJ) 150 درجه سانتی‌گراد است.

3. سیستم بین‌بندی

3.1 بین‌های ولتاژ پیشرو

در IF = 50 میلی‌آمپر، ولتاژ پیشرو به شش بین دسته‌بندی می‌شود: G1 (2.8–2.9 V)، G2 (2.9–3.0 V)، H1 (3.0–3.1 V)، H2 (3.1–3.2 V)، I1 (3.2–3.3 V) و I2 (3.3–3.4 V). این بین‌بندی ریز به مشتریان کمک می‌کند LEDهایی با ولتاژ کنترل شده برای مدارهای موازی یا سری انتخاب کنند.

3.2 بین‌های شار نوری

شار نوری به سه بین دسته‌بندی می‌شود: KA (19.6–21.8 lm)، KB (21.8–24.2 lm) و LA (24.2–26.9 lm). این بین‌بندی همراه با بین‌های ولتاژ، انتخاب جامعی برای نیازهای روشنایی خاص برنامه کاربردی فراهم می‌کند.

3.3 بین‌های رنگی

نمودار رنگی CIE دو بین رنگی را نشان می‌دهد: ZG0 و ZG1. ZG0 دارای مرزهای مختصاتی (0.3059,0.3112)، (0.3122,0.3258)، (0.3240,0.3258)، (0.3177,0.3112) است. ZG1 با (0.3122,0.3258)، (0.3185,0.3404)، (0.3303,0.3404)، (0.3240,0.3258) تعریف می‌شود. این بین‌ها ظاهر رنگی یکنواخت را در بین تولیدات مختلف تضمین می‌کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی I-V نشان می‌دهد که با افزایش ولتاژ پیشرو از 2.6 ولت به 3.0 ولت، جریان پیشرو از 0 میلی‌آمپر به حدود 60 میلی‌آمپر افزایش می‌یابد. منحنی نمایی است که برای LEDها معمول است و نشان می‌دهد تغییرات کوچک ولتاژ باعث تغییرات بزرگ جریان می‌شود؛ بنابراین تنظیم جریان حیاتی است.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

شدت نسبی نور تقریباً به طور خطی با جریان پیشرو تا 70 میلی‌آمپر افزایش می‌یابد. در 50 میلی‌آمپر شدت نسبی حدود 100% است و در 10 میلی‌آمپر به حدود 20% کاهش می‌یابد. این رابطه خطی به کاهش نور با تنظیم جریان کمک می‌کند.

4.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی

با افزایش دمای نقطه لحیم از 20 درجه سانتی‌گراد به 120 درجه سانتی‌گراد، شدت نسبی به تدریج از 100% به حدود 85% کاهش می‌یابد. این موضوع اهمیت مدیریت حرارتی برای حفظ پایداری خروجی نور را برجسته می‌کند.

4.4 دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو

حداکثر جریان پیشرو مجاز باید در دماهای بالاتر کاهش یابد. در Ts = 25 درجه سانتی‌گراد، حداکثر IF 120 میلی‌آمپر است؛ در Ts = 100 درجه سانتی‌گراد، به حدود 60 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. خنک‌کنندگی مناسب عملکرد در محدوده ایمن را تضمین می‌کند.

4.5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم

ولتاژ پیشرو با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد (حدود -2 میلی‌ولت بر درجه سانتی‌گراد). این ضریب دمایی منفی باید در طراحی درایو ولتاژ ثابت در نظر گرفته شود.

4.6 نمودار تابش

الگوی انتشار شبیه لمبرتین با زاویه نیم‌شدت گسترده ±60 درجه است. این امر نورپردازی یکنواخت را در سطح وسیع فراهم می‌کند که برای روشنایی داخلی خودرو مانند چراغ سقفی یا چراغ مطالعه ایده‌آل است.

4.7 تغییر رنگ در مقابل دما

در دماهای لحیم بالاتر (85 درجه سانتی‌گراد و 105 درجه سانتی‌گراد)، مختصات رنگی کمی به سمت مقادیر بالاتر Y (سبزتر) تغییر می‌کند، اما این تغییر در محدوده 0.01 واحد است که نشان‌دهنده پایداری رنگ خوب در برابر دما است.

4.8 توزیع طیف

LED سفید طیف گسترده‌ای از 400 نانومتر تا 750 نانومتر با قله حدود 450 نانومتر (تراشه آبی) و یک قله ثانویه فسفر حدود 550-600 نانومتر نشان می‌دهد. این امر شاخص نمود رنگ بالا را برای روشنایی عمومی مناسب می‌سازد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته

5.1 ابعاد بسته

بسته 3.00 میلی‌متر x 1.40 میلی‌متر x 0.52 میلی‌متر است. نمای بالا یک ناحیه انتشار مرکزی با ابعاد 2.61 میلی‌متر x 1.60 میلی‌متر را نشان می‌دهد. نمای کناری ضخامت 0.52 میلی‌متر با یک برآمدگی کوچک 0.05 میلی‌متر را نشان می‌دهد. نمای پایین دو پد لحیم را نشان می‌دهد: یک کاتد (C) و یک آند (A). پد کاتد بزرگتر است (0.86 میلی‌متر x 1.40 میلی‌متر). علامت قطبیت در پایین به صورت نماد '-' نشان داده شده است.

5.2 الگوی لحیم توصیه شده

برای اتصال بهینه حرارتی و الکتریکی، الگوی زمین PCB توصیه شده 3.50 میلی‌متر x 2.10 میلی‌متر با ناحیه پد مرکزی 0.91 میلی‌متر x 1.00 میلی‌متر است. همه ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس ±0.2 میلی‌متر هستند.

5.3 شناسایی قطبیت

پایانه‌های مثبت (آند) و منفی (کاتد) به وضوح در نمای پایین مشخص شده‌اند. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد مناسب ضروری است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری回流 SMT

فرآیند لحیم‌کاری回流 باید به پارامترهای زیر پایبند باشد: نرخ افزایش متوسط از Tsmin به Tp ≤ 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه؛ پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد به 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60–120 ثانیه؛ زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (TL) حداکثر 60 ثانیه؛ دمای پیک (Tp) 260 درجه سانتی‌گراد با زمان ماند در 5 درجه سانتی‌گراد از Tp حداکثر 10 ثانیه؛ نرخ خنک‌کاری ≤ 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه؛ زمان کل از 25 درجه سانتی‌گراد تا Tp ≤ 8 دقیقه. فقط دو سیکل回流 مجاز است؛ اگر بیش از 24 ساعت بین آنها فاصله باشد، LEDها ممکن است رطوبت جذب کرده و آسیب ببینند.

6.2 تعمیر

پس از لحیم‌کاری باید از تعمیر خودداری شود. در صورت لزوم، از یک هویه لحیم‌کاری دو سر استفاده کنید. باید از اعمال تنش مکانیکی به لنز سیلیکونی در حین گرمایش جلوگیری شود.

6.3 احتیاط‌ها

مواد محصورکننده سیلیکون است که نرم است. فشار بیش از حد روی سطح بالایی می‌تواند به مدار داخلی آسیب برساند. نازل‌های مونتاژ باید حداقل نیرو را اعمال کنند. LEDها را روی PCB خمیده نصب نکنید یا پس از لحیم‌کاری تخته را خم نکنید. از خنک‌کاری سریع پس از回流 خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل با 5000 قطعه در هر قرقره بسته‌بندی می‌شوند. ابعاد قرقره: A = 178 ± 1 میلی‌متر، B = 8.0 ± 0.1 میلی‌متر، C = 60 ± 1 میلی‌متر، D = 13.0 ± 0.5 میلی‌متر. نوار شامل جیب‌های خالی به تعداد 80–100 قطعه در هر دو ابتدا و انتها برای جابجایی است.

7.2 مشخصات برچسب

هر قرقره دارای برچسبی با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره سری، کد بین (شامل شار نوری Φ، بین رنگی XY، ولتاژ پیشرو VF و کد طول موج WLD)، مقدار و تاریخ ساخت است.

7.3 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

قرقره‌ها در کیسه‌های مانع رطوبت همراه با خشک‌کننده و کارت‌های نشانگر رطوبت مهر و موم می‌شوند. سطح حساسیت رطوبت 2 است. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 24 ساعت استفاده شوند. اگر نگهداری بیش از 24 ساعت باشد، قبل از استفاده باید حداقل 24 ساعت در دمای 60 ± 5 درجه سانتی‌گراد پخت شوند.

8. توصیه‌های کاربردی

این LED عمدتاً برای روشنایی داخلی و خارجی خودرو مانند نشانگرهای داشبورد، نور محیطی داخلی، چراغ ترمز، چراغ راهنما و نشانگرهای جانبی در نظر گرفته شده است. زاویه دید گسترده 120 درجه و روشنایی بالا (تا 26.9 لومن) آن را برای روشنایی مستقیم و غیرمستقیم مناسب می‌سازد. برای بهترین عملکرد، طراحی حرارتی باید اطمینان حاصل کند که دمای نقطه لحیم زیر 125 درجه سانتی‌گراد باقی بماند. از مقاومت‌های محدودکننده جریان یا درایورهای جریان ثابت برای جلوگیری از تجاوز به حداکثر جریان پیشرو استفاده کنید. اقدامات محافظتی ESD مانند بند مچی زمینی و ایستگاه‌های کاری ضد استاتیک در حین مونتاژ الزامی است.

9. قابلیت اطمینان و تست

9.1 تست‌های قابلیت اطمینان

صلاحیت محصول مطابق با AEC-Q102 انجام می‌شود. تست‌های انجام شده شامل: شرطی‌سازی回流 (260 درجه سانتی‌گراد، 10 ثانیه، 2 بار)، پیش‌شرطی‌سازی MSL2 (85 درجه سانتی‌گراد / 60% RH به مدت 168 ساعت)، شوک حرارتی (40- درجه سانتی‌گراد تا 125 درجه سانتی‌گراد، 1000 چرخه)، تست عمر (Ta = 105 درجه سانتی‌گراد، IF = 50 میلی‌آمپر، 1000 ساعت) و تست عمر در رطوبت و دمای بالا (85 درجه سانتی‌گراد / 85% RH، IF = 50 میلی‌آمپر، 1000 ساعت). معیار پذیرش: صفر شکست در 20 نمونه مجاز است.

9.2 معیارهای شکست

یک قطعه در صورتی شکست خورده محسوب می‌شود که ولتاژ پیشرو از 1.1 برابر حد بالای مشخصات (USL) تجاوز کند، جریان معکوس از 2.0 برابر USL تجاوز کند، یا شار نوری کمتر از 0.7 برابر حد پایین مشخصات (LSL) شود.

10. احتیاط‌های جابجایی و نگهداری

از قرار گرفتن در معرض محیط‌هایی با محتوای گوگرد بیش از 100 PPM خودداری کنید. محتوای تک تک برم و کلر باید کمتر از 900 PPM و مجموع آنها کمتر از 1500 PPM باشد. ترکیبات آلی فرار (VOCs) از مواد یراق می‌توانند به محصورکننده سیلیکون نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند؛ تست سازگاری توصیه می‌شود. از چسب‌هایی که بخار آلی خارج می‌کنند استفاده نکنید. قطعه را با موچین از کنار نگه دارید؛ هرگز مستقیماً لنز سیلیکونی را لمس نکنید. کیسه‌های باز نشده را تا یک سال در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد / ≤ 75% RH نگهداری کنید. پس از باز کردن، ظرف 24 ساعت استفاده کنید یا قبل از استفاده پخت کنید.

11. سوالات متداول فنی

سوال: آیا می‌توانم این LED را با ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟پاسخ: راه‌اندازی با ولتاژ ثابت تنها با یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان امکان‌پذیر است، زیرا ولتاژ پیشرو با دما و بین تغییر می‌کند. منبع جریان ثابت توصیه می‌شود.

سوال: طول عمر معمول چقدر است؟پاسخ: LED برای 1000 ساعت در 105 درجه سانتی‌گراد و 50 میلی‌آمپر صلاحیت شده است، اما طول عمر معمول در دماهای پایین‌تر (85 درجه سانتی‌گراد) می‌تواند با کاهش تدریجی لومن از 10000 ساعت تجاوز کند.

سوال: آیا می‌توان چندین LED را به صورت موازی متصل کرد؟پاسخ: بله، اما به دلیل تفاوت‌های بین‌بندی VF، هر LED باید مقاومت محدودکننده جریان مخصوص خود را داشته باشد تا از دزدی جریان جلوگیری شود.

12. مطالعات موردی طراحی

مورد: جایگزینی چراغ سقفی داخلی– شش LED از بین LA (24.2-26.9 لومن) در 50 میلی‌آمپر هر کدام می‌توانند بیش از 150 لومن تولید کنند که برای یک چراغ سقفی 12 ولت کافی است. استفاده از یک درایور جریان ثابت با 300 میلی‌آمپر کل و مدیریت حرارتی مناسب بر روی PCB با هسته آلومینیومی عملکرد قابل اعتماد را در دمای محیط 85 درجه سانتی‌گراد تضمین می‌کند.

مورد: نشانگر جانبی خارجی– دو LED به صورت سری (مجموع 6.4 ولت) با یک مقاومت 120 اهم در خط 12 ولت حدود 47 میلی‌آمپر می‌دهند که در محدوده 50 میلی‌آمپر باقی می‌ماند. زاویه دید گسترده با مقررات ECE برای نشانگرهای جانبی مطابقت دارد.

13. اصول فناوری

نور سفید با ترکیب تراشه LED آبی InGaN (تابش حدود 450 نانومتر) با یک فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce) تولید می‌شود. نور آبی تا حدی فسفر را تحریک می‌کند که برخی از فوتون‌های آبی را به زرد تبدیل می‌کند. مخلوط نور آبی و زرد سفید به نظر می‌رسد. بسته EMC مقاومت دمایی بالا و استحکام مکانیکی را در مقایسه با بسته‌های سیلیکونی معمولی فراهم می‌کند.

14. روندهای توسعه

روشنایی خودرو همچنان از رشته‌ای به LED در حال تغییر است که توسط بهره‌وری انرژی، طول عمر طولانی و انعطاف‌پذیری طراحی هدایت می‌شود. روندهای آینده شامل روشنایی بالاتر (بیش از 30 لومن در هر تراشه در 50 میلی‌آمپر)، بسته‌های کوچک‌تر (مثلاً 2.0x1.0 میلی‌متر) و ادغام در سیستم‌های روشنایی تطبیقی است. استفاده از LEDهای درجه خودرو با صلاحیت AEC-Q102 برای عملکردهای خارجی و داخلی استاندارد می‌شود. فناوری بهبود یافته فسفر باعث افزایش ثبات رنگ و کاهش خاموشی حرارتی خواهد شد.