دیتاشیت LED زرد 3.5x2.8x1.84mm 3.4V 102mW - بسته PLCC - دارای گواهینامه AEC-Q101

1. مرور کلی محصول

RF-A1A30-WYS5-A1 یک دیود نورافشان (LED) زرد با عملکرد بالا است که برای کاربردهای نیازمند قابلیت اطمینان و ثبات نوری طراحی شده است. این قطعه با استفاده از فناوری تراشه آبی و فسفر زرد ساخته شده و نور زرد اشباع شده با طول موج غالب حدود 585-595 نانومتر ارائه می‌دهد. LED در یک بسته فشرده PLCC با ابعاد 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm (طول × عرض × ارتفاع) قرار گرفته که برای فرآیندهای مونتاژ سطحی مناسب است. با زاویه دید بسیار عریض 120 درجه، روشنایی یکنواخت در مناطق وسیع تضمین می‌شود. این محصول مطابق با دستورالعمل‌های تست تنش AEC-Q101 برای نیمه‌هادی‌های گسسته درجه خودرو تأیید شده است و عملکرد قوی در شرایط سخت را تضمین می‌کند. حساسیت به رطوبت طبق استاندارد JEDEC سطح 2 است که نیازمند جابجایی و انبارش مناسب می‌باشد.

2. ویژگی‌ها و مزایا

• بسته PLCC:ردپای استاندارد صنعتی سازگار با تجهیزات اتوماتیک pick-and-place و فرآیندهای لحیم‌کاری reflow.
• زاویه دید بسیار عریض (120 درجه):توزیع گسترده نور را برای کاربردهایی مانند روشنایی داخلی محیطی تضمین می‌کند.
• شدت نور بالا:معمولاً 1600mcd در 20mA، با محدوده bin تا 2300mcd.
• گواهینامه AEC-Q101:برای قابلیت اطمینان خودرویی شامل شوک حرارتی، عمر در دمای بالا و رطوبت تحت بایاس تست شده است.
• مطابق با RoHS:بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی اروپا.
• سطح حساسیت به رطوبت 2:عمر تا 1 سال در کیسه مهر و موم شده؛ 24 ساعت پس از باز شدن در شرایط کنترل شده.
• مقاومت در برابر ESD:تحمل تا 8000V مدل بدن انسان (HBM) که خطر آسیب الکترواستاتیک در حین جابجایی را کاهش می‌دهد.

3. کاربردها

• روشنایی داخلی خودرو (داشبورد، سقف، چراغ مطالعه)
• سوئیچ‌ها و لامپ‌های نشانگر
• نور پس زمینه عمومی
• تابلوها و نورپردازی تزئینی

4. بررسی عمیق پارامترهای فنی

4.1 مشخصات الکتریکی و نوری (در دمای 25 درجه سانتی‌گراد)

ولتاژ پیشرو از 2.8V تا 3.4V متغیر است و مقدار معمولی 3.0V در 20mA می‌باشد. این توزیع نسبتاً باریک به طراحی درایورهای جریان ثابت کمک می‌کند. دسته‌بندی شدت نور امکان انتخاب بر اساس نیازهای روشنایی را فراهم می‌کند و سه bin وجود دارد: M1 (1200-1500mcd)، M2 (1500-1800mcd) و N1 (1800-2300mcd). زاویه دید عریض 120 درجه تضمین می‌کند که نور به طور یکنواخت پخش شده و نقاط داغ کاهش می‌یابد.

4.2 حداکثر مقادیر مجاز

باید مراقب بود که از این مقادیر تجاوز نشود. حداکثر جریان پیشرو DC 30mA است، اما جریان پیک می‌تواند با چرخه وظیفه 10% و عرض پالس 10ms به 50mA برسد. محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی -40°C تا +100°C می‌باشد که برای محیط‌های داخلی خودرو مناسب است.

5. سیستم دسته‌بندی (Binning)

5.1 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو و شدت نور (IF=20mA)

LED 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، I2: 3.3-3.4V) و دسته‌های شدت نور (M1: 1200-1500mcd، M2: 1500-1800mcd، N1: 1800-2300mcd) تقسیم می‌شود. رنگ سنجی توسط bin 5E در نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود و مختصات x,y مشخصی برای تضمین رنگ زرد یکنواخت استفاده می‌شود.

6. تحلیل منحنی عملکرد

6.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی VF-IF افزایش نمایی معمولی را نشان می‌دهد: در 2.8V جریان نزدیک صفر است، در 3.0V به 20mA می‌رسد و در 3.15V از 30mA فراتر می‌رود. این امر نیاز به تنظیم جریان به جای ولتاژ را برجسته می‌کند.

6.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو

شدت نور تقریباً به طور خطی با جریان تا 30mA افزایش می‌یابد و به حدود 140% مقدار در 20mA می‌رسد. در جریان‌های پایین‌تر، بازدهی بالاتر است (شدت نسبی بر mA در نزدیکی 10mA بیشتر است).

6.3 اثرات دما

با افزایش دمای لحیم از 25°C به 100°C، شدت نور نسبی حدود 10-15% کاهش می‌یابد، در حالی که ولتاژ پیشرو تقریباً خطی کاهش می‌یابد (حدود -2mV/°C). حداکثر جریان پیشرو مجاز نیز با دما کاهش می‌یابد: در نقطه لحیم 100°C، باید به حدود 20mA کاهش یابد. مختصات رنگ سنجی با دما کمی تغییر می‌کند؛ در محدوده -40°C تا +100°C، تغییر x,y کوچک اما قابل اندازه‌گیری است.

6.4 الگوی تابش

نمودار تابش یک توزیع لامبرتی معمولی با زاویه نیمه شدت ±60° را نشان می‌دهد که زاویه دید 120° را تأیید می‌کند. شدت در ±90° به حدود 10% کاهش می‌یابد.

6.5 توزیع طیفی

قله انتشار زرد در حدود 585-595nm متمرکز است و پهنای کامل در نصف بیشینه (FWHM) تقریباً 30nm است. هیچ نشری زیر 500nm وجود ندارد که نور زرد خالص را تضمین کند.

7. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

7.1 ابعاد بسته

بسته LED دارای ابعاد 3.50mm × 2.80mm × 1.84mm (طول × عرض × ارتفاع) است. نمای بالا یک طرح مستطیلی با گوشه گرد در سمت کاتد برای شناسایی قطبیت را نشان می‌دهد. نمای پایین دو پد آند (A) و دو پد کاتد (C) با ابعاد: پد آند 2.00mm × 1.25mm، پد کاتد 2.40mm × 0.75mm را نشان می‌دهد. ردپای لحیم‌کاری توصیه شده با بسته استاندارد PLCC-2/4 مطابقت دارد.

7.2 علامت‌گذاری قطبیت

سمت کاتد با یک پخ در نمای پایین مشخص می‌شود (شکل 1-4). روی نوار حامل، علامت قطبیت روی جیب نوار چاپ می‌شود.

8. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

8.1 پروفایل لحیم‌کاری Reflow

پروفایل reflow توصیه شده بر اساس JEDEC J-STD-020 است. پارامترهای کلیدی:

• نرخ افزایش متوسط: حداکثر 3°C/s
• ناحیه پیش‌گرم: 150°C تا 200°C برای 60-120 ثانیه
• زمان بالای 217°C: حداکثر 60 ثانیه
• دمای اوج: 260°C برای حداکثر 10 ثانیه
• نرخ خنک‌سازی: حداکثر 6°C/s
• زمان از 25°C تا اوج: حداکثر 8 دقیقه

لحیم‌کاری reflow نباید بیش از دو بار انجام شود و فاصله بین دو چرخه reflow باید کمتر از 24 ساعت باشد تا از آسیب رطوبت جلوگیری شود.

8.2 لحیم‌کاری دستی

لحیم‌کاری دستی باید در دمای زیر 300°C برای کمتر از 3 ثانیه و فقط یک بار انجام شود. از اعمال فشار روی لنز سیلیکونی در حین گرم کردن خودداری کنید.

8.3 تعمیر

تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. اگر اجتناب‌ناپذیر است، از هویه دو سر استفاده کنید تا از گرمایش موضعی جلوگیری شود.

9. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

9.1 مشخصات بسته‌بندی

بسته‌بندی استاندارد: 2000 قطعه در هر قرقره. عرض نوار حامل: 8mm. ابعاد قرقره: قطر 178mm، قطر توپی 60mm، سوراخ دوک 13mm. قرقره در یک کیسه مانع رطوبت با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم می‌شود.

9.2 اطلاعات برچسب

برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin (ولتاژ، شدت، رنگ سنجی)، تعداد و کد تاریخ است.

10. تست قابلیت اطمینان

جدول 2-3 تست‌های قابلیت اطمینان انجام شده را خلاصه می‌کند: reflow (260°C، 2 بار)، حساسیت به رطوبت (85°C/60%RH، 168 ساعت)، شوک حرارتی (40-°C تا 125°C، 1000 چرخه)، عمر در دمای بالا (100°C، 20mA، 1000 ساعت)، و عمر در رطوبت بالا (85°C/85%RH، 20mA، 1000 ساعت). همه معیارها با 0 شکست در 20 نمونه قبول می‌شوند. معیارهای شکست: VF > 1.1×U.S.L، IR > 2×U.S.L، شار نوری < 0.7×L.S.L.<0.7×L.S.L.

11. اقدامات احتیاطی در جابجایی

• کنترل گوگرد و هالوژن:از محیط‌های با ترکیبات گوگرد >100ppm خودداری کنید. برم و کلر در مواد خارجی باید هر یک < 900ppm و مجموع < 1500ppm باشند.<900ppm و مجموع<1500ppm.
• حساسیت به VOC:محفظه سیلیکونی می‌تواند توسط ترکیبات آلی فرار تخریب شود؛ فقط از چسب‌ها و درزگیرهای سازگار استفاده کنید.
• حفاظت ESD:از ایستگاه‌های کاری اتصال زمین، یونیزه‌کننده‌ها و بسته‌بندی ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنید. LED تحمل 8000V HBM را دارد، اما جابجایی باید استاتیک را به حداقل برساند.
• تنش مکانیکی:به لنز سیلیکونی فشار وارد نکنید؛ فقط از طرفین جابجا کنید.
• طراحی مدار:همیشه از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت استفاده کنید تا از جریان زیاد جلوگیری شود. اطمینان حاصل کنید که ولتاژ معکوس هرگز اعمال نشود.
• ذخیره‌سازی:کیسه‌های باز نشده را می‌توان تا یک سال در ≤30°C و ≤75% RH ذخیره کرد. پس از باز کردن، ظرف 24 ساعت در ≤30°C و ≤60% RH استفاده کنید. در صورت تجاوز، قبل از استفاده به مدت >24 ساعت در 60±5°C پخت کنید.
• تمیز کردن:برای تمیز کردن از ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده کنید. از حلال‌هایی که به سیلیکون حمله می‌کنند استفاده نکنید. تمیز کردن اولتراسونیک توصیه نمی‌شود.

12. ملاحظات طراحی کاربرد

12.1 مدیریت حرارتی

با مقاومت حرارتی 260°C/W (اتصال به لحیم)، اتلاف حرارت مناسب هنگام رانندگی با جریان بالا حیاتی است. دمای اتصال نباید از 120°C تجاوز کند. برای کاربردهای داخلی خودرو، اطمینان حاصل کنید که PCB دارای مساحت مس کافی برای دفع حرارت است.

12.2 ثبات رنگ

bin رنگ سنجی 5E یک نقطه رنگ زرد محکم را تضمین می‌کند. برای طراحی‌های چند LED، LEDها را از همان bin سفارش دهید تا تغییر رنگ به حداقل برسد.

13. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای زرد سنتی through-hole، این بسته PLCC دارای پروفایل پایین‌تر (ارتفاع 1.84mm)، سازگاری با مونتاژ خودکار و قابلیت اطمینان بالاتر به دلیل محفظه سیلیکونی است. در مقایسه با سایر LEDهای SMD زرد، زاویه دید عریض‌تری (120° در مقایسه با 110° معمول) و گواهینامه AEC-Q101 ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای خودرویی ترجیح‌پذیر می‌کند.

14. سوالات متداول

س1:آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با 50mA تغذیه کنم؟

پاسخ:خیر، حداکثر جریان پیشرو DC مجاز 30mA است. 50mA فقط برای عملکرد پالسی با چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 10ms مجاز است.

س2:طول موج معمولی این LED زرد چقدر است؟

پاسخ:طبق bin رنگ سنجی 5E، طول موج غالب حدود 588nm با مختصات CIE حدود (0.57, 0.42) است.

س3:چگونه باید LEDهای استفاده نشده را پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت ذخیره کنم؟

پاسخ:اگر زمان قرار گرفتن در معرض بیش از 24 ساعت باشد، قبل از استفاده به مدت >24 ساعت در 60±5°C پخت کنید. همیشه در محیط خشک (<60% RH) و در <30°C ذخیره کنید.<60% RH) در<30°C.

س4:آیا این LED برای روشنایی خارجی خودرو مناسب است؟

پاسخ:این قطعه برای کاربردهای داخلی طبق AEC-Q101 تأیید شده است. برای خارجی (مثلاً چراغ ترمز)، ممکن است اعتبارسنجی اضافی لازم باشد زیرا بسته ممکن است تنش‌های محیطی یکسان (مانند UV، نمک) را تحمل نکند.

15. موارد کاربردی عملی

15.1 روشنایی محیطی داشبورد

در داشبورد خودرو، یک آرایه از 10-20 LED زرد با یک درایور جریان ثابت (مثلاً 15mA برای هر LED) نور پس زمینه یکنواخت را فراهم می‌کند. زاویه دید عریض از نقاط تاریک جلوگیری می‌کند. با مدیریت حرارتی مناسب، LEDها روشنایی ثابت را در طول عمر خودرو حفظ می‌کنند.

15.2 نورپردازی کلید فشاری

یک LED زرد در پشت یک کلاهک سوئیچ پخش‌کننده، نشانگر واضحی را ارائه می‌دهد. شدت بالا (1600mcd) دید حتی در نور شدید خورشید را تضمین می‌کند. مقاومت ESD خرابی‌ها در حین مونتاژ را به حداقل می‌رساند.

16. اصل عملکرد

این LED از یک تراشه InGaN آبی پوشیده شده با فسفر زرد (مثلاً YAG:Ce) استفاده می‌کند. نور آبی (~450nm) تا حدی فسفر را تحریک می‌کند که نور زرد (~550-600nm) منتشر می‌کند. ترکیب نور آبی عبوری و انتشار فسفر زرد یک رنگ زرد درک شده را تولید می‌کند. فسفر به طور دقیق کنترل می‌شود تا مختصات رنگ سنجی خاص bin 5E به دست آید.

17. روندهای صنعت و چشم‌انداز آینده

روند به سمت کوچک‌سازی و بسته‌بندی سطحی ادامه دارد و بسته‌های PLCC مانند این در خودرو و روشنایی عمومی به طور گسترده پذیرفته شده‌اند. بخش خودرو به سمت روشنایی داخلی فقط با LED حرکت می‌کند که ناشی از بهره‌وری انرژی و انعطاف‌پذیری طراحی است. توسعه‌های آینده ممکن است شامل بسته‌های حتی کوچک‌تر (مثلاً اندازه‌های 3014 یا 2016) با چگالی لومن بالاتر و مدیریت حرارتی بهبود یافته از طریق مواد زیرلایه پیشرفته باشد. گواهینامه AEC-Q101 یک معیار برای قابلیت اطمینان خودرو باقی خواهد ماند.