برگه داده LED زرد-سبز 3.2x1.6x0.7mm - ولتاژ 1.8V-2.4V - توان 72mW - طول موج غالب 562.5-575nm - مستندات فنی

1. نمای کلی محصول

این سند مشخصات فنی جامعی برای یک LED سطح‌نصب زرد-سبز ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نشان‌دهنده و نمایش عمومی طراحی شده است. این قطعه در بسته‌بندی استاندارد 3.2mm x 1.6mm x 0.7mm (معروف به 3216 یا 1206) ساخته شده و با استفاده از یک تراشه زرد-سبز با راندمان بالا تولید می‌شود. با زاویه دید بسیار عریض 140 درجه، برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در یک ناحیه وسیع دارند مناسب است. LED مطابق با RoHS و سطح حساسیت به رطوبت 3 (MSL3) بوده و با فرآیندهای استاندارد SMT سازگار است. ویژگی‌های کلیدی شامل مصرف برق پایین، پایداری رنگ عالی و محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 2000 ولت (HBM) می‌باشد. این قطعه در دسته‌بندی‌های متعدد روشنایی، طول موج و ولتاژ پیشرو در دسترس است و به طراحان امکان انتخاب ترکیب بهینه برای نیازهای خاص خود را می‌دهد.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در T_s=25°C)

پارامترهای زیر در جریان پیشرو 20mA اندازه‌گیری می‌شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود:

• پهنای نیم‌باند طیفی (Δλ):معمولاً 15nm. این پهنای طیفی باریک نشان‌دهنده خروجی رنگ نسبتاً خالص است.
• ولتاژ پیشرو (V_F):به سه گروه دسته‌بندی می‌شود: B0 (1.8–2.0V)، C0 (2.0–2.2V) و D0 (2.2–2.4V). ولتاژ پیشرو پایین امکان عملکرد کارآمد در مدارهای ولتاژ پایین را فراهم می‌کند.
• طول موج غالب (λ_D):از 562.5nm تا 575nm گسترده است و دسته‌بندی‌های متعدد (A20, B10, B20, C10, C20) را پوشش می‌دهد. این ناحیه زرد-سبز معمولاً برای نشان‌دهنده‌های وضعیت و سیگنال‌های هشدار استفاده می‌شود.
• شدت نورانی (I_V):از 12mcd (دسته B00) تا 100mcd (دسته F20) متغیر است و انعطاف‌پذیری برای نیازهای مختلف روشنایی فراهم می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 140 درجه، که توزیع گسترده نور را تضمین می‌کند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10µA در V_R=5V، که نشان‌دهنده قابلیت مسدودسازی معکوس خوب است.
• مقاومت حرارتی (R_THJ-S):450°C/W (اتصال به نقطه لحیم). این مقدار نسبتاً بالا نیازمند مدیریت حرارتی دقیق در کاربردهای با جریان بالا یا تراکم بالا است.

2.2 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

قطعه نباید فراتر از محدودیت‌های زیر عمل کند تا از آسیب دائمی جلوگیری شود:

• توان تلف شده (P_d): 72 mW
• جریان پیشرو (I_F): 30 mA (DC)، 60 mA (پالس، 1/10 duty، عرض پالس 0.1ms)
• ESD (HBM): 2000 V
• دمای عملیاتی (T_opr): 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg): 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (T_j): 95 درجه سانتی‌گراد

توجه: حداکثر جریان پیشرو باید بر اساس دمای واقعی بسته‌بندی کاهش یابد تا دمای اتصال از حد مجاز فراتر نرود.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مقاومت حرارتی 450°C/W نشان‌دهنده افزایش دمای قابل توجه به ازای واحد توان تلف شده است. به عنوان مثال، در 20mA با V معمولی_F=2.0V (تلفات 40mW)، افزایش دمای اتصال تا نقطه لحیم تقریباً 18 درجه سانتی‌گراد است. در دمای محیط بالای 65 درجه سانتی‌گراد، کاهش رتبه برای حفظ دمای اتصال زیر 95 درجه سانتی‌گراد ضروری است. مدیریت حرارتی باید سطح مس PCB، الگوی ویاها و جریان هوا را در نظر بگیرد.

3. سیستم دسته‌بندی

3.1 دسته‌بندی طول موج

طول موج غالب به پنج دسته تقسیم می‌شود: A20 (562.5–565nm)، B10 (565–567.5nm)، B20 (567.5–570nm)، C10 (570–572.5nm) و C20 (572.5–575nm). این دسته‌بندی دقیق به طراحان سیستم امکان می‌دهد تا تطابق رنگ ثابت را در چندین LED در یک آرایه به دست آورند که برای نور پس‌زمینه یا تابلوهای راهنما حیاتی است.

3.2 دسته‌بندی شدت نورانی

شدت به شش دسته تقسیم می‌شود: B00 (12–18mcd)، C00 (18–28mcd)، D00 (28–43mcd)، E00 (43–65mcd)، F10 (65–80mcd) و F20 (80–100mcd). هر دسته یک ضریب محدوده تقریباً 1.5× را نشان می‌دهد که کنترل دقیق یکنواختی روشنایی را امکان‌پذیر می‌سازد.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو به سه دسته تقسیم می‌شود: B0 (1.8–2.0V)، C0 (2.0–2.2V) و D0 (2.2–2.4V). این به طراحی مقاومت‌های محدودکننده جریان و اطمینان از تلفات توان ثابت در پیکربندی‌های موازی کمک می‌کند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V)

منحنی I-V معمولی یک زانوی تیز در حدود 1.8V نشان می‌دهد و جریان پس از 2.0V به صورت نمایی افزایش می‌یابد. در 20mA، V_Fتقریباً 2.0V (معمولی) است. منحنی نشان می‌دهد که قطعه مانند یک دیود اتصال p-n معمولی رفتار می‌کند.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

شدت نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان تا 30mA افزایش می‌یابد. در 10mA، شدت حدود 50% مقدار در 20mA است؛ در 30mA به حدود 150% می‌رسد. این خطی بودن تنظیم نور را از طریق کنترل جریان ساده می‌کند.

4.3 ویژگی‌های دمایی

با افزایش دمای پایه از 25 درجه سانتی‌گراد به 100 درجه سانتی‌گراد، شدت نسبی حدود 10–15% کاهش می‌یابد. منحنی کاهش رتبه جریان پیشرو نشان می‌دهد که در دمای پایه بالای 60 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان DC مجاز باید کاهش یابد تا از تجاوز به حد دمای اتصال جلوگیری شود.

4.4 طول موج غالب در مقابل جریان پیشرو

طول موج غالب اندکی (حدود 1–2nm) هنگامی که جریان از 5mA به 30mA افزایش می‌یابد، تغییر می‌کند. این تغییر در محدوده تلورانس دسته‌بندی است و معمولاً برای بیشتر کاربردها قابل چشم‌پوشی است.

4.5 توزیع طیفی

توزیع توان طیفی نسبی در نزدیکی 570nm با پهنای کامل در نصف حداکثر (FWHM) حدود 15nm پیک دارد. طیف پیک‌های ثانویه حداقلی را نشان می‌دهد که خلوص رنگ بالا را تأیید می‌کند.

4.6 الگوی تابش

الگوی تابش شبیه لامبرتی با زاویه نیمه حدود 70 درجه است و شدت یکنواخت را در یک زاویه وسیع فراهم می‌کند. نمودار نشان می‌دهد که شدت نسبی در حدود 70± درجه از محور به 50% کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی 3.2mm × 1.6mm × 0.7mm با لنت‌های لحیم در پایین قرار دارد. نمای بالا یک ناحیه تابش مستطیلی را نشان می‌دهد؛ نمای پایین دو لنت آند/کاتد (لنت 1 و لنت 2) را آشکار می‌کند. قطبیت با یک علامت کوچک روی بسته‌بندی مشخص شده است. الگوی زمین لحیم توصیه شده شامل یک لنت 1.6mm × 1.5mm برای آند و یک لنت 2.1mm × 1.6mm برای کاتد است، با ردپای کلی 4.4mm × 1.6mm.

5.2 طراحی لنت لحیم

برای اتصالات لحیم قابل اطمینان، layout PCB باید با الگوی توصیه شده مطابقت داشته باشد: فاصله 0.30mm بین لنت‌ها و مناطق مسی فراوان برای هدایت حرارتی. بسته‌بندی برای لحیم‌کاری مجدد طراحی شده است؛ لحیم‌کاری دستی با دمای هویه زیر 300 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان کمتر از 3 ثانیه مجاز است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری مجدد

پروفایل لحیم‌کاری مجدد بدون سرب توصیه شده یک نرخ افزایش ≤3°C/s به یک ناحیه پیش‌گرم (150–200°C به مدت 60–120s)، سپس یک افزایش به 217°C (زمان بالای 217°C: 60–150s) و دمای اوج 260°C تا حداکثر 10s را مشخص می‌کند. نرخ خنک‌کنندگی باید ≤6°C/s باشد. زمان کل از 25°C تا اوج نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. بیش از دو چرخه لحیم‌کاری مجدد انجام ندهید؛ اگر فاصله بین چرخه‌ها بیش از 24 ساعت باشد، LEDها باید برای حذف رطوبت پخته شوند.

6.2 لحیم‌کاری دستی و بازکاری

اگر لحیم‌کاری دستی اجتناب‌ناپذیر است، از هویه لحیم‌کاری با دمای کمتر از 300°C استفاده کرده و اتصال را در عرض 3 ثانیه تکمیل کنید. فقط یک عملیات لحیم‌کاری دستی مجاز است. برای بازکاری، یک هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال توصیه می‌شود. در طول یا بعد از لحیم‌کاری به بدنه LED نیروی مکانیکی وارد نکنید.

6.3 نگهداری و حمل و نقل

کیسه‌های باز نشده را می‌توان در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% تا یک سال نگهداری کرد. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 168 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% استفاده شوند. اگر ماده خشک‌کننده تغییر رنگ داده یا زمان نگهداری بیش از حد شده باشد، قبل از استفاده در دمای 60±5°C به مدت >24 ساعت پخت کنید. همیشه از موچین در کنار بسته‌بندی استفاده کنید؛ از تماس مستقیم با لنز سیلیکونی خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

LEDها در نوار حامل با عرض 8mm و گام 4mm عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. نوار شامل یک نوار پوششی و علامت قطبیت است. ابعاد قرقره: قطر خارجی 178±1mm، قطر توپی 60±1mm و عرض 8.0±0.1mm.

7.2 برچسب و کیسه مانع رطوبت

هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شار، رنگی، ولتاژ، طول موج)، تعداد و تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود. قرقره همراه با یک ماده خشک‌کننده و یک کارت نشانگر رطوبت (نشان داده نشده) در یک کیسه مانع رطوبت مهر و موم می‌شود. یک برچسب هشدار ESD نیز الصاق می‌شود.

7.3 کارتن حمل و نقل

قرقره‌ها برای حمل و نقل در جعبه‌های مقوایی بسته‌بندی می‌شوند. جعبه خارجی با نام سازنده (به دلیل حریم خصوصی حذف شده) و اطلاعات محصول علامت‌گذاری می‌شود.

8. موارد و شرایط آزمون قابلیت اطمینان

LED آزمون‌های قابلیت اطمینان زیر را با صفر شکست (Ac/Re 0/1) گذرانده است:

• لحیم‌کاری مجدد (حداکثر 260°C، 10s، 2 چرخه)
• چرخه دما (40-°C تا 100°C، زمان توقف 30 دقیقه، 100 چرخه)
• شوک حرارتی (40-°C تا 100°C، زمان توقف 15 دقیقه، 300 چرخه)
• نگهداری در دمای بالا (100°C، 1000h)
• نگهداری در دمای پایین (40-°C، 1000h)
• آزمون عمر (T_a=25°C، I_F=20mA، 1000h)

معیار شکست: V_F> 1.1× حد بالای مشخصات، I_R> 2.0× حد بالای مشخصات، یا شار نوری<0.7× حد پایین مشخصات.

9. توصیه‌های کاربردی

این LED زرد-سبز برای نشان‌دهنده‌های نوری، نور پس‌زمینه سوئیچ و نمادها و نمایش‌های وضعیت عمومی ایده‌آل است. به دلیل زاویه دید عریض، به ویژه برای چراغ‌های داشبورد، روشنایی دکمه‌های فشاری و تابلوهای راهنمای کوچک مناسب است. طراحان باید مقاومت‌های محدودکننده جریان را برای جلوگیری از جریان بیش از حد در نظر بگیرند. در کاربردهایی با دمای محیط بالا یا آرایه‌های LED متراکم، تحلیل حرارتی برای حفظ دمای اتصال زیر 95 درجه سانتی‌گراد ضروری است.

10. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای زرد-سبز سنتی از طریق سوراخ، این نسخه SMD ارتفاع کمتر، سازگاری با مونتاژ خودکار و یکنواختی بهتر در زاویه دید را ارائه می‌دهد. پهنای طیفی باریک (15nm) رنگ اشباع‌تری نسبت به برخی جایگزین‌های پهن‌باند فراهم می‌کند. گزینه‌های دسته‌بندی متعدد امکان تطابق دقیق‌تر رنگ و روشنایی را فراهم می‌کند که برای نمایشگرهای پیشرفته حیاتی است. با این حال، مقاومت حرارتی 450°C/W نسبتاً بالا است؛ طرح‌های جدید با مدیریت حرارتی بهبود یافته می‌توانند مقادیر پایین‌تری (مثلاً 200–300°C/W) ارائه دهند، بنابراین layout PCB دقیق توصیه می‌شود.

11. سوالات متداول

س1: آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با 30mA راه‌اندازی کنم؟
بله، اما فقط اگر دمای بسته‌بندی به اندازه کافی پایین نگه داشته شود تا دمای اتصال زیر 95°C بماند. در دمای معمولی 25°C، 30mA ایمن است. در دمای بالاتر، مطابق آن کاهش رتبه دهید.

س2: شرایط نگهداری توصیه شده پس از باز کردن کیسه چیست؟
در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری کنید. ظرف 168 ساعت استفاده کنید. اگر بیش از حد شد، در 60°C به مدت >24 ساعت پخت کنید.

س3: چگونه می‌توانم از آسیب ESD جلوگیری کنم؟
از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، ابزارهای رسانا و بسته‌بندی ضداستاتیک استفاده کنید. LED دارای رتبه ESD 2000V (HBM) است، اما همچنان اقدامات احتیاطی توصیه می‌شود.

س4: آیا می‌توانم از این LED در کاربردهای خارج از منزل استفاده کنم؟
محدوده دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که بیشتر محیط‌های خارجی را پوشش می‌دهد. با این حال، LED برای قرار گرفتن در معرض مستقیم UV یا رطوبت بالا بدون پوشش محافظ اضافی مشخص نشده است.

12. موارد استفاده عملی

در یک طراحی معمولی، شش عدد از این LEDهای زرد-سبز در اطراف یک کلید فشاری قرار می‌گیرند تا نشان‌دهندگی 360 درجه ارائه دهند. زاویه دید عریض 140 درجه دید از هر جهتی را تضمین می‌کند. یک مقاومت محدودکننده جریان 100Ω (برای منبع تغذیه 5V) جریان را به حدود 30mA برای هر LED تنظیم می‌کند و روشنایی بالایی ایجاد می‌کند. ردپای کوچک امکان نصب بر روی یک PCB فشرده در داخل محفظه سوئیچ را فراهم می‌کند. مورد استفاده دیگر در نشانگر شارژ باتری است: سه LED—قرمز، زرد-سبز و آبی—وضعیت شارژ را نشان می‌دهند. LED زرد-سبز زمانی که شارژ کامل شد روشن می‌شود، با شدت دسته‌بندی شده برای تطابق بصری با قرمز و آبی.

13. اصل کار

این LED یک دیود اتصال p-n ساخته شده از فسفید گالیم (GaP) یا مواد مرتبط است که هنگامی که الکترون‌ها با حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند، فوتون ساطع می‌کنند. انرژی شکاف باند مربوط به طول موجی در طیف زرد-سبز (حدود 570 نانومتر) است. تراشه در یک لنز سیلیکونی شفاف محصور شده است که خروجی نور را به یک پرتو عریض شکل می‌دهد. بسته‌بندی شامل دو ترمینال (آند و کاتد) برای اتصال به مدار راه‌انداز است.

14. روندهای توسعه

همانطور که فناوری LED تکامل می‌یابد، روندهایی به سمت بسته‌بندی‌های حتی کوچکتر (مثلاً 2.0×1.2mm)، بازده نوری بالاتر (بیش از 150 lm/W برای سبز) و مقاومت حرارتی پایین‌تر از طریق مواد زیرلایه پیشرفته مشاهده می‌شود. وضوح دسته‌بندی دقیق‌تر می‌شود و امکان دسته‌بندی طول موج 0.5nm را فراهم می‌کند. علاوه بر این، ادغام با درایورهای هوشمند IC و رابط‌های دیجیتال در روشنایی هوشمند رایج است. رنگ زرد-سبز برای ایمنی و نشان‌دهندگی مهم باقی می‌ماند و انتظار می‌رود استفاده از آن در کاربردهای خودرویی و صنعتی افزایش یابد.