فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیهای کلیدی
- 1.2 کاربردها
- 2. ابعاد بسته
- 3. ویژگیهای الکتریکی و نوری (در Ts=25°C)
- 3.1 ولتاژ پیشرو (Vf)
- 3.2 شار نوری (Φv) در IF=30mA
- 3.3 زاویه دید، CRI و مقاومت حرارتی
- 4. حداکثر رتبههای مطلق
- 5. سیستم دستهبندی
- 6. منحنیهای مشخصه نوری معمولی
- 6.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V)
- 6.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
- 6.3 اثرات دمای پایه
- 6.4 الگوی تابش
- 6.5 توزیع طیفی
- 7. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 7.1 نوار حامل و قرقره
- 7.2 اطلاعات برچسب
- 7.3 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
- 8. دستورالعملهای لحیم کاری و مونتاژ
- 8.1 پروفایل لحیم کاری ریفلو
- 8.2 لحیم کاری دستی
- 8.3 جابجایی مکانیکی
- 9. اقدامات احتیاطی ذخیرهسازی و جابجایی
- 9.1 شرایط ذخیرهسازی
- 9.2 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 9.3 سازگاری شیمیایی
- 9.4 طراحی حرارتی
- 10. تست قابلیت اطمینان
- 11. نکات کاربردی
- 12. اصل کار
- 13. روندها و تحولات بازار
- 14. سوالات متداول
- 14.1 آیا میتوانم این LEDها را در 60 میلیآمپر راهاندازی کنم؟
- 14.2 رطوبت ذخیرهسازی توصیه شده چقدر است؟
- 14.3 چگونه میتوانم ثبات رنگ را در چندین LED تضمین کنم؟
- 14.4 آیا LED در برابر محیطهای گوگردی مقاوم است؟
- 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. مرور کلی محصول
این LED سفید SMD با استفاده از یک تراشه آبی و فسفرها برای تولید نور سفید ساخته شده است. دارای بسته PLCC-2 با زاویه دید بسیار وسیع است که برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم کاری SMT مناسب است. محصول به صورت نوار و قرقره با 4000 قطعه در هر قرقره عرضه میشود و مطابق با RoHS است. سطح حساسیت رطوبت 3 است.
1.1 ویژگیهای کلیدی
- بسته نصب سطحی PLCC-2
- زاویه دید بسیار وسیع (120 درجه در 50% Iv)
- مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم کاری SMT
- موجود در بستهبندی نوار و قرقره (4000 عدد/قرقره)
- سطح حساسیت رطوبت: 3
- مطابق با RoHS
1.2 کاربردها
- نشانگرهای نوری
- نمایشگرهای داخلی
- نورپردازی تزئینی
- کاربردهای روشنایی عمومی
2. ابعاد بسته
ابعاد بسته 3.0 x 1.4 x 0.8 میلیمتر (طول × عرض × ارتفاع) است. تمام ابعاد بر حسب میلیمتر و با تلرانس ±0.2 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. قطبیت با علامتی روی بدنه بسته مشخص میشود.
3. ویژگیهای الکتریکی و نوری (در Ts=25°C)
پارامترهای زیر در جریان پیشرو 30 میلیآمپر ارائه میشوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
3.1 ولتاژ پیشرو (Vf)
ولتاژ پیشرو به رتبههای زیر دستهبندی میشود: G1 (2.7-2.8V)، G2 (2.8-2.9V)، H1 (2.9-3.0V)، H2 (3.0-3.1V)، I1 (3.1-3.2V)، I2 (3.2-3.3V) و J1 (3.3-3.4V).
3.2 شار نوری (Φv) در IF=30mA
بسته به bin دمای رنگ، محدوده شار نوری ارائه میشود:
- برای 6000-6500K (RF-65HK13DS-ED-F-Y): OFA (9-10 lm)، OHA (10-11 lm)، PEA (11-12 lm)، PFA (12-13 lm)
- برای 5510-6120K (RF-60HK13DS-ED-F-Y): محدودههای مشابه با OGA (10-11 lm)، OHA (10-11 lm)، PEA (11-12 lm)، PFA (12-13 lm)، PGA (14-15 lm)
- برای 3700-4258K (RF-40HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm)، OHA (10-11 lm)، PEA (11-12 lm)، PFA (12-13 lm)، PGA (14-15 lm)
- برای 2825-3050K (RF-30HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm)، OHA (10-11 lm)، PEA (11-12 lm)، PFA (12-13 lm)
- برای 2650-2868K (RF-27HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm)، OHA (10-11 lm)، PEA (11-12 lm)، PFA (12-13 lm)، PGA (14-15 lm)
شار نوری معمولی تقریباً 10.9 lm در 6000-6500K و 11.5 lm در 4000K است. تلرانس اندازهگیری ±10% است.
3.3 زاویه دید، CRI و مقاومت حرارتی
- زاویه دید در 50% Iv: 120 درجه
- شاخص رندر رنگ (Ra): 80 (حداقل)
- مقاومت حرارتی Rth(j-s): 115 °C/W
- جریان معکوس (IR) در VF=5V: 10 μA (حداکثر)
4. حداکثر رتبههای مطلق
| پارامتر | نماد | مقدار | واحد |
|---|---|---|---|
| توان تلف شده | Pd | 136 | میلیوات |
| جریان پیشرو | IF | 40 | میلیآمپر |
| جریان پیشرو پیک (1/10 کار، پالس 0.1ms) | IFP | 100 | میلیآمپر |
| ولتاژ معکوس | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| دمای کاری | Topr | 40- تا 85+ | °C |
| دمای ذخیرهسازی | Tstg | 40- تا 100+ | °C |
| دمای اتصال | Tj | 95 | °C |
باید مراقب بود که توان تلف شده از حداکثر رتبه مطلق تجاوز نکند. حداکثر جریان باید بر اساس مدیریت حرارتی تعیین شود تا دمای اتصال زیر 95 درجه سانتیگراد حفظ شود.
5. سیستم دستهبندی
LEDها بر اساس ولتاژ پیشرو، شار نوری و مختصات رنگی دستهبندی میشوند. نمودار رنگی شامل چندین bin مانند WP2, WK2, WP3, WK3, NP3, NK3 و غیره است که هر کدام توسط چهار مختصات CIE xy تعریف میشوند. این کار ثبات رنگ و روشنایی را برای هر کاربرد تضمین میکند.
6. منحنیهای مشخصه نوری معمولی
6.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V)
در 30 میلیآمپر، ولتاژ پیشرو معمولاً حدود 3.0 ولت است. منحنی افزایش نمایی مورد انتظار جریان را با ولتاژ بالاتر از آستانه نشان میدهد.
6.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی
شدت نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو بین 10 میلیآمپر تا 40 میلیآمپر افزایش مییابد.
6.3 اثرات دمای پایه
با افزایش دمای پایه از 25 درجه سانتیگراد به 95 درجه سانتیگراد، شار نوری نسبی به تدریج کاهش مییابد. ولتاژ پیشرو نیز با دما کمی کاهش مییابد (تقریباً 2- میلیولت/درجه سانتیگراد). جریان پیشرو باید در دماهای بالاتر کاهش یابد تا از تجاوز به حداکثر دمای اتصال جلوگیری شود.
6.4 الگوی تابش
نمودار تابش یک زاویه پرتو گسترده با شدت نسبی تقریباً ثابت از 60- درجه تا 60+ درجه نشان میدهد که در حدود 60± درجه به 50% کاهش مییابد و با مشخصات زاویه دید 120 درجه مطابقت دارد.
6.5 توزیع طیفی
طیف یک قله در ناحیه آبی (حدود 450 نانومتر) از تراشه و یک انتشار زرد گسترده از فسفر را نشان میدهد. برای دمای رنگهای مختلف (6500K, 4000K, 3000K)، شدت نسبی قله آبی با کاهش CCT کاهش مییابد که منجر به ظاهر گرمتر میشود.
7. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
7.1 نوار حامل و قرقره
LED در نوار حامل با گام 4 میلیمتر و قطر قرقره 180 میلیمتر (استاندارد) بستهبندی میشود. قطبیت روی نوار مشخص شده است. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است.
7.2 اطلاعات برچسب
برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin برای شار نوری، bin رنگی، رتبه ولتاژ پیشرو، مقدار و کد تاریخ است.
7.3 بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت
محصول در کیسههای مانع رطوبت با خشککننده حمل میشود تا رطوبت کم حفظ شود. پس از باز کردن، LEDها باید در عرض 24 ساعت در صورت نگهداری در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤60% استفاده شوند، یا باید در دمای 60±5 درجه سانتیگراد به مدت بیش از 24 ساعت پخته شوند.
8. دستورالعملهای لحیم کاری و مونتاژ
8.1 پروفایل لحیم کاری ریفلو
پروفایل ریفلو توصیه شده: پیشگرم از 150 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه؛ افزایش تا 217 درجه سانتیگراد با زمان بالای 217 درجه سانتیگراد بیش از 60 ثانیه نباشد؛ دمای پیک 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 10 ثانیه؛ خنکسازی با سرعت ≤6 درجه سانتیگراد/ثانیه. ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود و اگر زمان بین ریفلوها بیش از 24 ساعت باشد، LEDها باید پخته شوند.
8.2 لحیم کاری دستی
لحیم کاری دستی باید با دمای هویه زیر 300 درجه سانتیگراد و کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار انجام شود.
8.3 جابجایی مکانیکی
مواد کپسولاسیون سیلیکون است که نرم است. از اعمال فشار روی سطح بالایی خودداری کنید. از نازلهای pick-and-place مناسب با نیروی کنترل شده استفاده کنید. پس از لحیم کاری PCB را خم نکنید.
9. اقدامات احتیاطی ذخیرهسازی و جابجایی
9.1 شرایط ذخیرهسازی
قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی: در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤75% تا یک سال از تحویل نگهداری شود. پس از باز کردن: ظرف 24 ساعت در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤60% استفاده شود. در صورت عدم استفاده، در دمای 60±5 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت پخته شود.
9.2 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
LED به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 2000V HBM حساس است. اقدامات احتیاطی مناسب ESD باید در حین جابجایی و مونتاژ انجام شود.
9.3 سازگاری شیمیایی
از قرار گرفتن در معرض ترکیبات گوگردی بالای 100 ppm خودداری کنید. محتوای هالوژن (کلر و برم) باید کنترل شود. فقط از حلالهای تمیزکننده تایید شده مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید؛ تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمیشود.
9.4 طراحی حرارتی
تولید گرما میتواند بازده نوری را کاهش دهد و رنگ را تغییر دهد. اطمینان حاصل کنید که مدیریت حرارتی کافی برای حفظ دمای اتصال زیر 95 درجه سانتیگراد انجام میشود. مقاومت حرارتی 115 درجه سانتیگراد/وات به این معنی است که در 30 میلیآمپر، توان تلف شده حدود 0.1 وات است که منجر به افزایش دمای حدود 11.5 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه لحیم میشود.
10. تست قابلیت اطمینان
محصول تستهای قابلیت اطمینان زیر را گذرانده است: لحیم کاری ریفلو (2 بار در 260 درجه سانتیگراد)، شوک حرارتی (40- تا 100 درجه سانتیگراد، 300 سیکل)، ذخیرهسازی در دمای بالا (100 درجه سانتیگراد، 1000 ساعت)، ذخیرهسازی در دمای پایین (40- درجه سانتیگراد، 1000 ساعت)، تست عمر در 30 میلیآمپر و 25 درجه سانتیگراد (1000 ساعت) و تست عمر در دمای بالا و رطوبت بالا (60 درجه سانتیگراد/90% RH، 30 میلیآمپر، 1000 ساعت). معیارها: تغییر Vf ≤10%، حفظ شار نوری ≥90%، بدون قطعی/اتصال کوتاه/فلیکر.
11. نکات کاربردی
برای عملکرد بهینه، از درایو جریان ثابت با مقاومتهای محدودکننده جریان مناسب استفاده کنید. جریان پیشرو معمولی 30 میلیآمپر است، اما میتوان آن را تا حداکثر مطلق 40 میلیآمپر تنظیم کرد. تحمل دستهبندی را برای رنگ و روشنایی ثابت در آرایهها در نظر بگیرید. زاویه دید گسترده این LEDها را برای کاربردهای نشانگر و نور پسزمینه مناسب میکند. به دلیل کپسولاسیون سیلیکونی، از آلودگی گرد و غبار خودداری کرده و در صورت نیاز با ایزوپروپیل الکل تمیز کنید.
12. اصل کار
این LED سفید از یک تراشه InGaN نور آبی استفاده میکند که یک فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce) را برمیانگیزد. ترکیب نور آبی و زرد نور سفید تولید میکند. دمای رنگهای مختلف با تنظیم ترکیب و غلظت فسفر به دست میآید.
13. روندها و تحولات بازار
روند صنعت همچنان به سمت بازده بالاتر، بستههای کوچکتر و کیفیت رنگ بهتر ادامه دارد. این بسته PLCC-2 تعادل خوبی از اندازه و عملکرد حرارتی ارائه میدهد. پیشرفتهای فناوری فسفر، طیف رنگی گستردهتر و مقادیر CRI بالاتر را ممکن ساخته است. این محصول با RoHS مطابقت دارد و برای کاربردهای روشنایی عمومی مناسب است.
14. سوالات متداول
14.1 آیا میتوانم این LEDها را در 60 میلیآمپر راهاندازی کنم؟
خیر، حداکثر جریان پیشرو مطلق 40 میلیآمپر است. برای عملکرد قابل اعتماد، در محدوده 30 میلیآمپر معمولی بمانید یا با کاهش مناسب برای دما طراحی کنید.
14.2 رطوبت ذخیرهسازی توصیه شده چقدر است؟
قبل از باز کردن کیسه، در رطوبت نسبی ≤75% نگهداری شود. پس از باز کردن، ظرف 24 ساعت در رطوبت نسبی ≤60% استفاده کنید یا قبل از استفاده پخت کنید.
14.3 چگونه میتوانم ثبات رنگ را در چندین LED تضمین کنم؟
از LEDهای با bin یکسان (bin رنگی و شار) استفاده کنید و مدیریت حرارتی مناسب را تضمین کنید.
14.4 آیا LED در برابر محیطهای گوگردی مقاوم است؟
کپسولاسیون LED سیلیکون است که به ترکیبات گوگردی حساس است. غلظت گوگرد را در محیط زیر 100 ppm نگه دارید.
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. |