ال‌ای‌دی زرد ۳.۰x۱.۴x۰.۵۲mm - ولتاژ ۲.۸-۳.۳V - ۶۶۰mW - درجه خودرو - برگه اطلاعات فنی

1. نمای کلی محصول

این ال‌ای‌دی SMD زرد با استفاده از تراشه آبی و تبدیل به فسفر زرد ساخته شده است. بسته‌بندی از نوع EMC (کامپوزیت قالب‌گیری اپوکسی) با ابعاد 3.00mm x 1.40mm x 0.52mm است که امکان طراحی‌های بسیار نازک را برای کاربردهای محدود از نظر فضا فراهم می‌کند. این ال‌ای‌دی دارای زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است که آن را برای توزیع یکنواخت نور در روشنایی داخلی و خارجی خودرو ایده‌آل می‌کند. این محصول کاملاً با فرآیندهای استاندارد SMT و لحیم‌کاری ریفلو سازگار است و بر روی نوار و قرقره با سطح حساسیت رطوبتی 2 (MSL2) عرضه می‌شود. این محصول مطابق با RoHS است و طرح آزمایش صلاحیت آن از استاندارد تست تنش AEC-Q102 برای نیمه‌رسان‌های گسسته درجه خودرو پیروی می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها

• بسته‌بندی EMC استحکام مکانیکی بالا و اتلاف حرارت عالی را فراهم می‌کند.
• زاویه دید بسیار گسترده (2θ1/2 = 120° معمولی).
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری.
• قابل ارائه بر روی نوار و قرقره (5,000 عدد/قرقره).
• سطح حساسیت رطوبتی: سطح 2 (پس از باز کردن، نگهداری در ≤30°C/60%RH، استفاده در عرض 24 ساعت).
• مطابق با RoHS.
• صلاحیت‌یافته مطابق با دستورالعمل‌های AEC-Q102 برای تست‌های تنش خودرو.

1.2 کاربردها

روشنایی خودرو – هم داخلی (داشبورد، چراغ‌های محیطی) و هم خارجی (نشانگرهای جانبی، چراغ‌های راهنما، چراغ‌های عقب). زاویه دید گسترده و راندمان نوری بالا آن را برای روشنایی نشانگر و تزئینی که نیاز به ظاهر یکنواخت دارند، مناسب می‌کند.

2. پارامترهای فنی (Ts=25°C)

2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (IF=140mA)

• ولتاژ پیشرو (VF): حداقل 2.8V، معمولی –، حداکثر 3.3V
• جریان معکوس (IR): در VR=5V، حداکثر 10μA
• شار نوری (Φ): حداقل 33.4 lm، حداکثر 45.3 lm
• زاویه دید (2θ1/2): معمولی 120°
• مقاومت حرارتی (Rth JS واقعی): معمولی 38°C/W، حداکثر 47°C/W
• مقاومت حرارتی (Rth JS الکتریکی): معمولی 28°C/W، حداکثر 35°C/W
• راندمان تبدیل فوتوالکتریک در 25°C، حالت پالس: ηe = 27%

2.2 حداکثر درجه‌بندی مطلق

• توان تلف شده (PD): حداکثر 660 mW
• جریان پیشرو (IF): حداکثر 200 mA
• جریان پیشرو پیک (IFP): حداکثر 350 mA (1/10 duty, 10ms pulse)
• ولتاژ معکوس (VR): حداکثر 5 V
• ESD (HBM): حداکثر 8000 V
• دمای عملیاتی (TOPR): -40°C تا +125°C
• دمای ذخیره‌سازی (TSTG): -40°C تا +125°C
• دمای اتصال (TJ): حداکثر 150°C

3. سیستم دسته‌بندی (IF=140mA)

3.1 دسته‌های ولتاژ پیشرو و شار نوری

ال‌ای‌دی به دسته‌های ولتاژ (G1: 2.8-2.9V، G2: 2.9-3.0V، H1: 3.0-3.1V، H2: 3.1-3.2V، I1: 3.2-3.3V) و دسته‌های شار نوری (MB: 33.4-37 lm، NA: 37-40.9 lm، NB: 40.9-45.3 lm) مرتب می‌شود. کد دسته که روی برچسب چاپ شده است، ترکیبی از دسته ولتاژ و شار را نشان می‌دهد، به عنوان مثال G1MB.

3.2 دسته‌های رنگی

نمودار رنگی CIE دو دسته رنگ برای انتشار زرد تعریف می‌کند: AM1 و AM2. هر دو در محدوده استاندارد رنگ ECE برای کهربایی خودرو قرار دارند. مختصات برای AM1: (0.5490,0.4250)، (0.5620,0.4380)، (0.5790,0.4210)، (0.5625,0.4160). برای AM2: (0.5575,0.4195)، (0.5750,0.4250)، (0.5885,0.4110)، (0.5760,0.4070).

4. منحنی‌های مشخصه نوری معمولی

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-7)

منحنی نشان می‌دهد که در 2.8V جریان نزدیک به صفر است، به طور ناگهانی به حدود 140mA در 3.2V افزایش می‌یابد و در 3.4V به حدود 200mA می‌رسد. این بر نیاز به درایور جریان ثابت برای جلوگیری از فرار حرارتی تأکید می‌کند.

4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-8)

شار نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان از 20mA تا 200mA افزایش می‌یابد. در 140mA شار نسبی حدود 100% (مرجع) است و در 200mA به حدود 140% می‌رسد.

4.3 شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال (شکل 1-9)

با افزایش دمای اتصال از -40°C تا 150°C، شار نوری نسبی تقریباً به صورت خطی کاهش می‌یابد. در 125°C، شار حدود 80% مقدار در 25°C است که نشان‌دهنده حساسیت حرارتی متوسط معمول برای ال‌ای‌دی‌های تبدیل‌شده با فسفر است.

4.4 حداکثر جریان پیشرو در مقابل دمای لحیم‌کاری (شکل 1-10)

برای حفظ دمای اتصال در محدوده مجاز، حداکثر جریان پیشرو مجاز با افزایش دمای نقطه لحیم‌کاری کاهش می‌یابد. در Ts=25°C، IF,max = 200mA؛ در Ts=125°C، IF,max به حدود 40mA کاهش می‌یابد.

4.5 تغییر ولتاژ در مقابل دمای اتصال (شکل 1-11)

ولتاژ پیشرو با افزایش دما با نرخ تقریباً -2mV/°C کاهش می‌یابد. این تأثیر باید در طراحی مدار در نظر گرفته شود تا از افزایش جریان در درایورهای ولتاژ ثابت جلوگیری شود.

4.6 نمودار تابش (شکل 1-12)

الگوی تابش شبه لمبرتی است، با شدت در ±60° به 50% کاهش می‌یابد که زاویه دید 120° (عرض کامل در نیمه حداکثر) را تأیید می‌کند.

4.7 تغییر مختصات رنگی در مقابل دما و جریان (شکل 1-13, 1-14)

هر دو ΔCx و ΔCy در محدوده کامل دما در ±0.01 و در محدوده جریان در ±0.005 جابجا می‌شوند که نشان‌دهنده پایداری رنگ خوب است.

4.8 توزیع طیف (شکل 1-15)

طیف نشر در حدود 590-595nm (زرد) با عرض کامل در نیمه حداکثر حدود 40nm پیک دارد. پیک پمپ آبی نزدیک 455nm به طور کامل توسط فسفر جذب می‌شود که تبدیل کارآمد را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

ابعاد بدنه ال‌ای‌دی: طول 3.00±0.2mm، عرض 1.40±0.2mm و ارتفاع 0.52±0.2mm است. نمای بالا یک طرح مستطیلی با ناحیه انتشار نور متمرکز را نشان می‌دهد. نمای عقب پایانه‌های کاتد و آند را مشخص می‌کند: لنت بزرگتر معمولاً کاتد است (با علامت "-" مشخص شده است). طرح لنت PCB توصیه‌شده شامل یک لنت 2.10mm x 0.86mm برای کاتد و یک لنت 1.60mm x 0.86mm برای آند با فاصله 0.50mm بین آنها است.

5.2 شناسایی قطبیت

سمت کاتد با یک علامت گوشه کوچک (مانند یک بریدگی یا نقطه) در بالای بسته‌بندی نشان داده شده است. سمت عقب دارای علامت واضح "+" و "-" است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

پروفایل ریفلو توصیه‌شده شامل: پیش‌گرمایش از 150°C تا 200°C در عرض 60-120 ثانیه؛ افزایش دما تا دمای پیک ≤3°C/s؛ زمان بالای 217°C (TL) حداکثر 60 ثانیه؛ دمای پیک (TP) 260°C با زمان توقف ≤10 ثانیه در محدوده 5°C از پیک؛ خنک‌سازی ≤6°C/s. زمان کل از 25°C تا پیک نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. بیش از دو بار ریفلو انجام ندهید؛ اگر فاصله بین دو عبور بیش از 24 ساعت باشد، ممکن است ال‌ای‌دی به دلیل جذب رطوبت آسیب ببیند.

6.2 تعمیر و جابجایی

تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. اگر غیرقابل اجتناب است، از یک هویه لحیم‌کاری دو سر استفاده کنید و مطمئن شوید که ویژگی‌های ال‌ای‌دی کاهش نیافته است. در طول جابجایی، به سطح سیلیکون محصور فشار وارد نکنید. از نازل‌های خلأ مناسب با نیروی کنترل‌شده استفاده کنید. از خم کردن PCB پس از لحیم‌کاری برای جلوگیری از تنش مکانیکی بر روی اتصالات لحیم جلوگیری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها در نوار حامل (عرض 8mm) با 5,000 واحد در هر قرقره بسته‌بندی می‌شوند. قرقره به قطر 178mm، عرض 60mm، قطر مرکز 13mm است. پیشرو و پشت نوار هر کدام 80-100 جیب خالی دارند.

7.2 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت و برچسب

هر قرقره در یک کیسه مانع رطوبت با یک ماده خشک‌کننده و یک کارت نشانگر رطوبت قرار می‌گیرد. کیسه مهر و موم شده و با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته، تعداد و تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود. برچسب همچنین شامل شار نوری، دسته رنگی، دسته ولتاژ پیشرو و کد طول موج است.

7.3 شرایط ذخیره‌سازی

قبل از باز کردن: ≤30°C، ≤75% RH، در عرض 1 سال از تاریخ بسته‌بندی. پس از باز کردن: ≤30°C، ≤60% RH، استفاده در عرض 24 ساعت. اگر ماده خشک‌کننده رنگ خود را از دست داده یا زمان ذخیره‌سازی بیش از حد شده است، قبل از استفاده در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت پخت کنید.

8. موارد تست قابلیت اطمینان

ال‌ای‌دی تست‌های زیر را مطابق با استانداردهای AEC-Q102 و JEDEC گذرانده است:

• ریفلو (دمای پیک 260°C، 10 ثانیه): 2 چرخه، 0/1 شکست.
• MSL2 (85°C/60%RH، 168 ساعت): 0/1 شکست.
• شوک حرارتی (-40°C تا +125°C، 1000 چرخه): 0/1 شکست.
• تست عمر (Ta=105°C، IF=140mA، 1000 ساعت): 0/1 شکست.
• تست عمر در دمای بالا و رطوبت بالا (85°C/85%RH، IF=140mA، 1000 ساعت): 0/1 شکست.

معیارهای شکست: VF > 1.1×U.S.L، IR > 2.0×U.S.L، شار نوری<0.7×L.S.L.

9. ملاحظات جابجایی

9.1 آلاینده‌های محیطی

ترکیبات گوگرد در محیط یا مواد جفت‌شونده نباید از 100 ppm تجاوز کند تا از خوردگی اجزای نقره جلوگیری شود. محتوای هالوژن (Br، Cl) باید به صورت جداگانه<900 ppm و مجموع<1500 ppm باشد. VOCs ناشی از مواد ثابت می‌توانند به سیلیکون نفوذ کرده و باعث تغییر رنگ شوند؛ آزمایش سازگاری توصیه می‌شود.

9.2 تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و اضافه ولتاژ الکتریکی (EOS)

ال‌ای‌دی دارای ولتاژ تحمل ESD 8 kV (HBM) است. با این حال، اقدامات احتیاطی استاندارد ESD، از جمله ایستگاه‌های کاری زمین‌شده و یونایزرها، باید رعایت شود. هرگز ولتاژ معکوس اعمال نکنید؛ اطمینان حاصل کنید که طراحی مدار فقط در هنگام کار بایاس مستقیم را مجاز می‌کند.

9.3 مدیریت حرارتی

به دلیل مقاومت حرارتی تا 47°C/W (واقعی)، خنک‌سازی مناسب حیاتی است. دمای اتصال نباید از 150°C تجاوز کند. جریان پیشرو را در دمای بالای محیط به طور مناسب کاهش دهید. برای تأیید طراحی از شبیه‌سازی یا اندازه‌گیری حرارتی استفاده کنید.

10. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

10.1 طراحی مدار

یک درایور جریان ثابت به شدت توصیه می‌شود تا شار نوری پایدار حفظ شود و از فرار حرارتی جلوگیری شود. اگر از مقاومت برای محدود کردن جریان استفاده می‌شود، ضریب دمای منفی VF را در نظر بگیرید. برای آرایه‌های سری/موازی، عدم تعادل جریان به دلیل دسته‌بندی VF و جفت‌سازی حرارتی را در نظر بگیرید.

10.2 چیدمان PCB

از ابعاد لنت لحیم توصیه‌شده استفاده کنید. از سطح مس کافی برای اتلاف حرارت، به ویژه بر روی لنت کاتد که مسیر حرارتی اصلی است، اطمینان حاصل کنید. از لبه‌های تیز در مسیرها برای کاهش خطر ESD خودداری کنید.

10.3 تمیزکاری

اگر تمیزکاری پس از لحیم‌کاری مورد نیاز است، از ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید زیرا ممکن است به اتصالات سیمی یا سیلیکون آسیب برساند. تأیید کنید که سایر حلال‌ها به بسته‌بندی حمله نمی‌کنند.

11. اصل عملکرد

ال‌ای‌دی زرد از یک تراشه آبی InGaN پوشیده‌شده با فسفر YAG:Ce استفاده می‌کند که بخشی از نور آبی را به نور زرد تبدیل می‌کند. ترکیب نور آبی و زرد رنگ کهربایی را ایجاد می‌کند. فسفر در یک ماتریس سیلیکونی پراکنده شده است که به عنوان اپتیک اولیه نیز عمل می‌کند. این روش به راندمان بالا (27% تبدیل فوتوالکتریک) و پایداری رنگ عالی در دما و جریان دست می‌یابد.

12. مقایسه با سایر انواع ال‌ای‌دی

در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های زرد انتشار مستقیم AlInGaP، روش تبدیل فسفر قابلیت تنظیم رنگ گسترده‌تر، پایداری حرارتی بهتر طول موج و مقاومت ESD بالاتر (8kV در مقابل 2kV معمولی برای AlInGaP) را ارائه می‌دهد. با این حال، انتشار مستقیم AlInGaP ممکن است طیف باریک‌تری و در جریان‌های پایین راندمان بالاتری داشته باشد. برای کاربردهای خودرویی که نیاز به دسته‌های رنگی سخت و عمر طولانی دارند، بسته‌بندی EMC و صلاحیت AEC-Q102 این ال‌ای‌دی را به یک انتخاب ترجیحی تبدیل می‌کند.

13. موارد کاربرد معمولی

• روشنایی محیط داخلی خودرو: نوارهای کنار داشبورد یا پانل درها که نیاز به نور زرد یکنواخت دارند.
• چراغ‌های راهنما خارجی: ترکیب با ال‌ای‌دی قرمز برای دستیابی به روشنایی دینامیک.
• چراغ‌های نشانگر خودروهای خارج از جاده: جایی که قابلیت اطمینان بالا و محدوده دمایی گسترده مورد نیاز است.
• نشانگرهای پانل ابزار: نور پس زمینه برای نمادهای هشدار.

14. سوالات متداول (FAQ)

• س: ولتاژ پیشرو معمولی در 140mA چقدر است؟معمولاً حدود 3.0-3.1V، بسته به دسته. برگه داده محدوده 2.8-3.3V را ارائه می‌دهد.
• س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را به طور مداوم در 200mA رانندگی کنم؟بله، به شرطی که دمای لحیم‌کاری ≤25°C باشد و خنک‌سازی مناسب دمای اتصال را زیر 150°C نگه دارد. در دمای محیط بالاتر، کاهش درجه مورد نیاز است.
• س: معنای مقادیر مقاومت حرارتی چیست؟Rth JS واقعی (38°C/W) مسیر حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم را در شرایط واقعی نشان می‌دهد؛ Rth JS الکتریکی (28°C/W) از روش‌های الکتریکی به دست می‌آید. هر دو در 140mA و 25°C اندازه‌گیری می‌شوند. برای طراحی حرارتی بدترین حالت از مقدار واقعی استفاده کنید.
• س: چگونه باید قرقره‌های باز را ذخیره کنم؟پس از باز کردن، در کابینت خشک در<30°C و<60% RH ذخیره کنید و در عرض 24 ساعت استفاده کنید. اگر بیش از حد شد، قبل از استفاده در 60°C به مدت 24 ساعت پخت کنید.

15. روندهای توسعه

تقاضا برای ال‌ای‌دی‌های درجه خودرو با پذیرش سیستم‌های روشنایی پیشرفته همچنان در حال رشد است. انتظار می‌رود که ال‌ای‌دی‌های زرد تبدیل‌شده با فسفر شاهد بهبود در راندمان (به عنوان مثال، >30% تبدیل فوتوالکتریک)، پایداری دمایی بالاتر رنگ‌شناسی و حتی اندازه‌های بسته‌بندی کوچک‌تر (به عنوان مثال، 2.5x1.2mm) باشند. ادغام چندین رنگ در یک بسته و سازگاری با سیستم‌های پرتو تطبیقی (ADB) روندهای در حال ظهور هستند. استفاده از زیرلایه‌های سرامیکی به جای EMC ممکن است عملکرد حرارتی را برای کاربردهای پرقدرت بیشتر افزایش دهد.