دیتاشیت لامپ LED دو رنگ 1259-7SDRSYGW/S530-A3 - قرمز فوق عمیق و زرد سبز درخشان - 20mA - 50mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

1259-7SDRSYGW/S530-A3 یک لامپ LED دو رنگ است که دو چیپ نیمه‌هادی را در یک پکیج واحد ادغام می‌کند. این قطعه برای انتشار دو رنگ متمایز طراحی شده است: قرمز فوق عمیق (SDR) و زرد سبز درخشان (SYG). ساختار اصلی از ماده AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای هر دو چیپ استفاده می‌کند که به دلیل بازدهی بالا در طیف قرمز تا زرد-سبز شناخته شده است. لامپ در یک پکیج رزین سفید پخش‌شونده ارائه می‌شود که با پراکنده کردن نور ساطع شده از چیپ‌ها، به دستیابی به زاویه دید گسترده‌تر و یکنواخت‌تر کمک می‌کند.

این قطعه برای قابلیت اطمینان حالت جامد طراحی شده و در مقایسه با نشانگرهای رشته‌ای یا فلورسنت سنتی، عمر عملیاتی طولانی‌تری ارائه می‌دهد. این قطعه با مدارهای مجتمع سازگار است، به این معنی که به دلیل ولتاژ و جریان پیشروی پایین، می‌تواند مستقیماً توسط خروجی‌های سطح منطقی استاندارد از میکروکنترلرها یا سایر مدارهای دیجیتال راه‌اندازی شود. محصول از چندین استاندارد محیط زیستی و ایمنی پیروی می‌کند، از جمله دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) اتحادیه اروپا، مقررات REACH (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی) و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی می‌شود، با محدودیت‌های سختگیرانه بر محتوای برم (Br) و کلر (Cl).

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. برای عملکرد مطمئن، هرگز نباید از این محدودیت‌ها فراتر رفت، حتی به طور لحظه‌ای.

• جریان پیشروی مداوم (I_F): 25 میلی‌آمپر برای هر دو چیپ SDR و SYG. این حداکثر جریان DC است که می‌تواند به طور مداوم از LED عبور کند.
• ولتاژ معکوس (V_R): 5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر از این مقدار می‌تواند پیوند PN LED را خراب کند.
• توان تلف شده (P_d): 60 میلی‌وات برای هر چیپ. این حداکثر توانی است که پکیج LED می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما تلف کند.
• دمای عملیاتی (T_opr): 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. عملکرد قطعه در این محدوده دمای محیط تضمین شده است.
• دمای انبارش (T_stg): 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. قطعه می‌تواند بدون اعمال توان در این محدوده نگهداری شود.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol): برای لحیم‌کاری ریفلو، دمای اوج 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه مشخص شده است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول قطعه هستند.

• ولتاژ پیشروی (V_F): از 1.7 ولت تا 2.4 ولت متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در جریان آزمایش 20 میلی‌آمپر برای هر دو رنگ. این ولتاژ پایین برای کاربردهای کم‌مصرف و باتری‌خور کلیدی است.
• جریان معکوس (I_R): حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت، که نشان‌دهنده یکپارچگی خوب پیوند است.
• شدت نورانی (I_V): چیپ SDR دارای شدت معمول 32 میلی‌کاندلا است، در حالی که چیپ SYG با 50 میلی‌کاندلا روشن‌تر است (هر دو در I_F=20mA). مقادیر حداقل به ترتیب 16 میلی‌کاندلا و 25 میلی‌کاندلا هستند.
• زاویه دید (2θ_1/2): یک نیم‌زاویه معمول 50 درجه برای هر دو رنگ، که میدان دید نسبتاً گسترده‌ای فراهم می‌کند.
• مشخصات طول موج:
  • SDR: طول موج اوج (λ_p) 650 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) 639 نانومتر است.
  • SYG: طول موج اوج (λ_p) 575 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) 573 نانومتر است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ): تقریباً 20 نانومتر برای هر دو، که خلوص طیفی نور ساطع شده را تعریف می‌کند.

به عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری ذکر شده توجه کنید: ±0.1V برای V_F, ±10% برای I_V, و ±1.0nm برای λ_d.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 مشخصات قرمز فوق عمیق (SDR)

منحنی‌های ارائه شده، بینشی از رفتار چیپ SDR تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

• شدت نسبی در مقابل طول موج: این نمودار توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که حول 650 نانومتر متمرکز است.
• الگوی جهت‌گیری: توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد که با زاویه دید 50 درجه مرتبط است.
• جریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (منحنی I-V): رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. این منحنی در طراحی مدار محدودکننده جریان کمک می‌کند.
• شدت نسبی در مقابل جریان پیشروی: نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه در جریان‌های بالاتر.
• شدت نسبی در مقابل دمای محیط: نشان می‌دهد که شدت نورانی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد، که یک ویژگی رایج LEDها به دلیل افزایش بازترکیب غیرتابشی است.
• جریان پیشروی در مقابل دمای محیط: احتمالاً کاهش جریان پیشروی مجاز حداکثر را با افزایش دما نشان می‌دهد تا در محدوده توان تلف شده باقی بماند.

3.2 مشخصات زرد سبز درخشان (SYG)

چیپ SYG انواع منحنی مشابهی با SDR دارد، با تفاوت‌های کلیدی در نمودارهای خاص طول موج.

• شدت نسبی در مقابل طول موج: حول 575 نانومتر متمرکز است.
• مختصات رنگی در مقابل جریان پیشروی: این یک نمودار مهم برای چیپ SYG است که نشان می‌دهد رنگ درک شده (تعریف شده توسط مختصات x,y آن در نمودار رنگی CIE) چگونه ممکن است با تغییرات جریان راه‌اندازی کمی جابجا شود. این برای کاربردهایی که نیاز به درک رنگ پایدار دارند حیاتی است.
• منحنی‌های دیگر (جهت‌گیری، I-V، شدت در مقابل جریان/دما) روندهایی مشابه چیپ SDR را دنبال می‌کنند اما با مقادیر خاص ویژگی‌های ماده SYG.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دیتاشیت شامل یک نقشه دقیق ابعاد پکیج است. مشخصات مکانیکی کلیدی عبارتند از:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند.
• یک نکته حیاتی مشخص می‌کند که ارتفاع فلنج قطعه باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد. این احتمالاً برای سازگاری با ماشین‌آلات اتوماتیک برداشت و قراردهی و اطمینان از نشست مناسب روی PCB است.
• تلرانس کلی برای ابعاد نامشخص ±0.25 میلی‌متر است.
• نقشه معمولاً فاصله پایه‌ها، اندازه بدنه و نشانگر قطبیت (که ممکن است یک لبه صاف یا کاتد علامت‌گذاری شده باشد) را نشان می‌دهد. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد دو رنگ بسیار مهم است، زیرا معکوس کردن قطبیت، چیپ دیگر را روشن می‌کند.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر پایه‌ها برای نصب از طریق سوراخ نیاز به خم شدن دارند، باید با دقت انجام شود تا از آسیب به LED جلوگیری شود.

• خم شدن باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز اپوکسی انجام شود.
• فرم‌دهی بایدقبل از soldering.
• تنش بیش از حد روی پکیج در حین خم شدن می‌تواند اپوکسی را ترک دهد یا اتصالات سیم داخلی را آسیب بزند.
• پایه‌ها باید در دمای اتاق بریده شوند.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 انبارش

انبارش مناسب از جذب رطوبت و تخریب جلوگیری می‌کند.

• انبارش توصیه شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی (RH).
• عمر قفسه پس از حمل و نقل تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای انبارش طولانی‌تر (تا 1 سال)، قطعات باید در یک ظرف درب‌سته پر از نیتروژن با ماده خشک‌کن نگهداری شوند.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

دستورالعمل‌های دقیق لحیم‌کاری برای اطمینان از قابلیت اطمینان ارائه شده است.

• حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
• لحیم‌کاری دستی: حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری: پیش‌گرمایش حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد به مدت 60 ثانیه، حمام لحیم حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.
• یک پروفیل لحیم‌کاری ریفلو توصیه شده ارائه شده است که معمولاً شامل پیش‌گرمایش، خیساندن، ریفلو (اوج ~260°C) و رامپ خنک‌سازی با نرخ‌های کنترل شده برای به حداقل رساندن شوک حرارتی است.
• از تنش مکانیکی روی پایه‌ها در زمانی که LED داغ است اجتناب کنید.
• لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) را بیش از یک بار انجام ندهید.
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک نشده است، از ضربه/لرزش محافظت کنید.
• فرآیندهای حرارتی سریع توصیه نمی‌شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی در حین حمل و نقل و انبارش جلوگیری کنند.

• بسته‌بندی اولیه: کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه: کارتن‌های داخلی.
• بسته‌بندی سوم: کارتن‌های بیرونی برای حمل و نقل فله.
• تعداد بسته‌بندی: 200-500 قطعه در هر کیسه، 5 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی.

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و انتخاب دسته هستند.

• CPN: شماره قطعه مشتری.
• P/N: شماره قطعه سازنده (مثلاً 1259-7SDRSYGW/S530-A3).
• QTY: تعداد در بسته.
• CAT: کد رتبه یا دسته برای شدت نورانی.
• HUE: کد رتبه یا دسته برای طول موج غالب.
• REF: کد رتبه یا دسته برای ولتاژ پیشروی.
• LOT No: شماره دسته ساخت برای قابلیت ردیابی.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

دیتاشیت چندین کاربرد کلاسیک برای لامپ‌های نشانگر را فهرست می‌کند:

• تلویزیون‌ها و مانیتورها: به عنوان نشانگرهای برق، حالت آماده به کار یا وضعیت عملکرد استفاده می‌شود.
• تلفن‌ها: نشانگر وضعیت خط، انتظار پیام یا حالت.
• کامپیوترها: چراغ‌های برق، فعالیت هارد دیسک یا وضعیت شبکه روی دسکتاپ‌ها، لپ‌تاپ‌ها یا لوازم جانبی.

ماهیت دو رنگ امکان نشان دادن وضعیت دوگانه از یک قطعه واحد را فراهم می‌کند (مثلاً قرمز برای "خاموش/خطا" و سبز برای "روشن/OK") و در فضای برد صرفه‌جویی می‌کند.

7.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان: همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای تنظیم جریان پیشروی به مقدار مورد نظر (مثلاً 20mA) استفاده کنید، هرگز مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• قطبیت: برای عملکرد دو رنگ، آند یک چیپ معمولاً کاتد دیگری است. طراحی مدار باید این پیکربندی کاتد مشترک یا آند مشترک را در نظر بگیرد.
• مدیریت حرارت: در حالی که توان تلف شده کم است، اطمینان از تهویه مناسب و اجتناب از قرارگیری نزدیک منابع گرمایی دیگر به حفظ خروجی نور و طول عمر کمک می‌کند، به ویژه در دمای محیط بالا.
• محافظت در برابر ESD: در حین مونتاژ با احتیاط‌های مناسب ESD برخورد کنید.

8. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه در این دیتاشیت به صراحت با سایر محصولات مقایسه نشده است، مزایای کلیدی این قطعه را می‌توان استنباط کرد:

• ادغام دو چیپ: دو رنگ نشانگر را در یک پکیج لامپ 3 میلی‌متری یا 5 میلی‌متری ترکیب می‌کند، که در مقایسه با استفاده از دو LED جداگانه، تعداد قطعات و ردپای PCB را کاهش می‌دهد.
• انتخاب ماده (AlGaInP): بازدهی بالا و اشباع رنگ خوب در محدوده طیف قرمز-نارنجی-زرد-سبز ارائه می‌دهد.
• مطابقت: با استانداردهای محیط زیستی مدرن (RoHS, REACH, عاری از هالوژن) مطابقت دارد، که برای محصولات فروخته شده در بازارهای جهانی ضروری است.
• محدوده دمای عملیاتی گسترده: محدوده 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد آن را برای کاربردهای مصرفی، صنعتی و برخی کاربردهای داخلی خودرو مناسب می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان 25mA راه‌اندازی کنم؟

بله، 25mA مقدار حداکثر مطلق برای جریان پیشروی مداوم است. برای طول عمر بهینه و در نظر گرفتن تغییرات احتمالی در ولتاژ تغذیه یا دما، معمولاً LEDها با جریانی کمتر از حداکثر، مانند 20mA که برای آزمایش استفاده می‌شود، راه‌اندازی می‌شوند. اگر در دمای محیط بالا کار می‌کنید، همیشه به دستورالعمل‌های کاهش رتبه مراجعه کنید.

9.2 چرا دو مشخصه طول موج متفاوت (اوج و غالب) وجود دارد؟

طول موج اوج (λ_p)طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی بالاترین است.طول موج غالب (λ_d)طول موج یک نور تک‌رنگ است که برای چشم انسان همان رنگ LED را به نظر می‌رسد. برای LEDهایی با طیف گسترده یا طیفی که کاملاً با حساسیت چشم انسان مطابقت ندارد، این دو مقدار می‌توانند متفاوت باشند. طول موج غالب اغلب برای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبط‌تر است.

9.3 رنگ رزین "سفید پخش‌شونده" برای یک LED دو رنگ به چه معناست؟

رزین سفید پخش‌شونده به عنوان یک محیط پراکنده‌کننده نور عمل می‌کند. نور دو چیپ نزدیک به هم را به طور مؤثرتری مخلوط می‌کند و به ایجاد ظاهر رنگی یکنواخت‌تر در سراسر لنز زمانی که هر یک از چیپ‌ها روشن هستند کمک می‌کند. همچنین در مقایسه با یک رزین شفاف، زاویه دید مؤثر را گسترش می‌دهد.

10. معرفی اصل عملکرد

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی بیش از آستانه آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها از نیمه‌هادی نوع n و حفره‌ها از نیمه‌هادی نوع p به ناحیه فعال (پیوند PN) تزریق می‌شوند. هنگامی که این الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب می‌شوند، انرژی به شکل فوتون (نور) آزاد می‌شود. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین می‌شود. در این محصول از AlGaInP استفاده شده است که دارای گاف انرژی مناسب برای انتشار نور در بخش قرمز تا زرد-سبز طیف مرئی است. دو چیپ مستقل داخل پکیج دارای ترکیبات یا ساختارهای ماده کمی متفاوتی هستند تا رنگ‌های متمایز قرمز فوق عمیق و زرد سبز درخشان را تولید کنند.

11. روندها و زمینه صنعت

قطعه توصیف شده نمایانگر یک فناوری بالغ و به طور گسترده مورد استفاده برای کاربردهای نشانگر از طریق سوراخ است. روندهای صنعت مرتبط با چنین دستگاه‌هایی عبارتند از:

• کوچک‌سازی: در حالی که این یک LED به سبک لامپ است، یک تغییر کلی به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند 0603، 0402) برای نشانگرها به منظور صرفه‌جویی در فضا و امکان مونتاژ خودکار وجود دارد. با این حال، LEDهای از طریق سوراخ برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و کاربردهایی که نیاز به دید فردی بالاتر یا استحکام بیشتری دارند محبوب باقی می‌مانند.
• افزایش بازدهی: بهبودهای مستمر در علم مواد همچنان به افزایش بازده نورانی (لومن بر وات) همه LEDها، از جمله انواع AlGaInP ادامه می‌دهد و امکان خروجی روشن‌تر در همان جریان یا همان روشنایی در توان کمتر را فراهم می‌کند.
• ثبات رنگ و دسته‌بندی: تقاضا برای تلرانس‌های رنگ سخت‌گیرانه‌تر در کاربردهایی مانند نشانگرهای وضعیت که هویت برند مهم است، سازندگان را به ارائه دسته‌بندی طول موج و شدت دقیق‌تر سوق می‌دهد، همانطور که توسط کدهای CAT، HUE و REF روی برچسب نشان داده شده است.
• ادغام: ادغام دو رنگ در یک پکیج، همانطور که در اینجا مشاهده می‌شود، بخشی از روند گسترده‌تر به سمت پکیج‌های LED چند چیپی (شامل LEDهای RGB) است که عملکرد بیشتری را در یک قطعه واحد ارائه می‌دهند.