دیتاشیت LED لامپ 7344-15SUBC/C470/S400-A6 - رنگ آبی - 3.3 ولت معمولی - 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک لامپ LED آبی با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد که با شماره قطعه 7344-15SUBC/C470/S400-A6 شناسایی می‌شود. این قطعه بخشی از یک سری است که به‌طور خاص برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. LED در پیکربندی‌های مختلف برای تطبیق با نیازمندی‌های طراحی گوناگون موجود است.

1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را به انتخابی قابل اعتماد برای طراحی‌های الکترونیکی تبدیل می‌کند. این قطعه امکان انتخاب زوایای دید مختلف را فراهم می‌آورد و به طراحان اجازه می‌دهد الگوی پرتو بهینه را برای کاربرد خود انتخاب کنند. قطعه به گونه‌ای طراحی شده که قابل اعتماد و مستحکم باشد و عملکردی یکنواخت را تضمین کند. این قطعه با استانداردهای اصلی محیط زیستی و ایمنی مطابقت دارد، به‌طوری که فاقد سرب، مطابق با RoHS، مطابق با REACH اتحادیه اروپا و فاقد هالوژن است (با برم <900 ppm، کلر <900 ppm و Br+Cl < 1500 ppm). موجود بودن روی نوار و قرقره، فرآیندهای مونتاژ خودکار کارآمد را در تولید انبوه تسهیل می‌کند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED صنایع الکترونیک مصرفی و نمایشگر است. کاربردهای اصلی آن شامل نور پس‌زمینه تلویزیون‌ها و مانیتورهای کامپیوتر، چراغ‌های نشانگر در تلفن‌ها و نورپردازی عمومی درون کامپیوترها می‌شود. روشنایی بالا آن را برای موقعیت‌هایی که خروجی نور واضح و قابل مشاهده حیاتی است، مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

عملکرد LED توسط مجموعه‌ای از حداکثر مقادیر مجاز مطلق و مشخصات الکترواپتیکی استاندارد که در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر تحت هیچ شرایط کاری نباید превыع شوند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):100 میلی‌آمپر. این مقدار فقط تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژی بالاتر از این در بایاس معکوس می‌تواند به پیوند LED آسیب برساند.
• توان تلف شده (Pd):90 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند تلف کند.
• دمای کاری (Topr):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اعتماد.
• دمای نگهداری (Tstg):40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمایی برای نگهداری در حالت غیرفعال.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. حداکثر پروفایل حرارتی برای فرآیندهای لحیم‌کاری.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها عملکرد معمول LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد (IF=20mA, Ta=25°C مگر خلاف آن ذکر شود) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):1000 (حداقل) تا 2000 (معمولی) میلی‌کاندلا. این مقدار توان خروجی نور را همان‌گونه که توسط چشم انسان درک می‌شود، مشخص می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):20 درجه (معمولی). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده پرتوی نسبتاً باریک است.
• طول موج پیک (λp):468 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λd):470 نانومتر (معمولی). طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ آبی را تعریف می‌کند.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمولی). عرض طیف تابش‌شده، که در نصف شدت پیک (FWHM) اندازه‌گیری می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.7 ولت (حداقل)، 3.3 ولت (معمولی)، 3.7 ولت (حداکثر) در 20 میلی‌آمپر. افت ولتاژ دو سر LED هنگام کار.
• جریان معکوس (IR):50 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. جریان نشتی کوچک هنگامی که LED در بایاس معکوس قرار دارد.

2.3 انتخاب دستگاه و تکنولوژی چیپ

این LED از ماده نیمه‌هادی چیپ InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور آبی استفاده می‌کند. رزین پوشاننده شفاف است که برای LEDهای آبی بهینه است زیرا رنگ را تغییر نمی‌دهد و امکان استخراج حداکثری نور را فراهم می‌آورد.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری از رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

3.1 طیف و توزیع زاویه‌ای

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجیک طیف تابش آبی مشخصه را نشان می‌دهد که حول 468-470 نانومتر متمرکز است و FWHM معمولی آن 35 نانومتر است. منحنیجهت‌داریبه صورت بصری زاویه دید 20 درجه را نشان می‌دهد و نحوه کاهش شدت نور از محور مرکزی را نمایش می‌دهد.

3.2 مشخصات الکتریکی و حرارتی

منحنیجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)رابطه نمایی معمول دیودها را نشان می‌دهد. در نقطه کاری معمول 20 میلی‌آمپر، ولتاژ تقریباً 3.3 ولت است. منحنیشدت نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل گرمایش و افت بازده، زیرخطی شود. منحنی‌هایشدت نسبی در مقابل دمای محیطوجریان مستقیم در مقابل دمای محیطبرای مدیریت حرارت حیاتی هستند و نشان می‌دهند که چگونه هر دو مشخصه خروجی نور و ولتاژ مستقیم با دما تغییر می‌کنند. خروجی نور عموماً با افزایش دما کاهش می‌یابد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

دیتاشیت شامل یک نقشه مکانیکی دقیق از پکیج LED است. یادداشت‌های ابعادی کلیدی مشخص می‌کنند که تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد و تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نقشه فاصله پایه‌ها، اندازه بدنه و شکل کلی را که برای طراحی جای پایه PCB حیاتی است، تعریف می‌کند.

4.2 شناسایی قطبیت و نصب

اگرچه در متن ارائه شده به صراحت جزئیات داده نشده است، لامپ‌های LED استاندارد دارای یک پایه آند (+) بلندتر و یک پایه کاتد (-) کوتاه‌تر هستند و اغلب در سمت کاتد لنز پلاستیکی یا پایه یک نقطه صاف وجود دارد. یادداشت تأکید می‌کند که سوراخ‌های PCB باید دقیقاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان ضروری است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• فرم‌دهی راقبل از soldering.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید. تنش می‌تواند به پیوندهای داخلی آسیب برساند یا اپوکسی را ترک دهد.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید.
• از تراز دقیق سوراخ‌های PCB اطمینان حاصل کنید تا از تنش در هنگام قرارگیری جلوگیری شود.

5.2 شرایط نگهداری

• پس از حمل، در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود.
• عمر نگهداری تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:

• دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه حداکثر 30 وات)
• زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه

لحیم‌کاری غوطه‌وری (موجی):

• دمای پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد (برای حداکثر 60 ثانیه)
• دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه

یک نمودار پروفایل دمای لحیم‌کاری توصیه‌شده ارائه شده است که بر فازهای کنترل‌شده افزایش، پیک و کاهش دما تأکید دارد. دستورالعمل‌های اضافی کلیدی شامل موارد زیر است:

• از تنش مکانیکی روی پایه‌ها در دمای بالا خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک شود، از ضربه/لرزش محافظت کنید.
• از خنک‌کردن سریع از دمای پیک خودداری کنید.
• از کمترین دمای لحیم‌کاری ممکن که یک اتصال قابل اعتماد ایجاد می‌کند، استفاده کنید.

5.4 تمیزکاری

• فقط در صورت لزوم تمیز کنید و از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه استفاده کنید.
• در دمای اتاق خشک کنید.
• به طور معمول از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید. اگر کاملاً ضروری است، فرآیند (قدرت، زمان، فیکسچر) را پیش‌تایید کنید تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

5.5 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی مؤثر برای طول عمر LED و پایداری عملکرد حیاتی است. طراحان باید مسیر دفع حرارت را در کاربرد در نظر بگیرند. جریان کاری باید بر اساس دمای محیط به طور مناسب کاهش یابد که با مراجعه به منحنی کاهش رتبه که معمولاً در مشخصات محصول یافت می‌شود، انجام می‌شود. یادداشت به صراحت بیان می‌کند که دمای اطراف LED در کاربرد باید مدیریت شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و رطوبت محافظت شوند.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن داخلی حاوی چندین کیسه.
• بسته‌بندی سوم:کارتن بیرونی حاوی چندین کارتن داخلی.

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی چندین شناسه کلیدی هستند:

• CPN:شماره تولید مشتری
• P/N:شماره تولید (شماره قطعه)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:رده‌ها (احتمالاً سطوح عملکرد)
• HUE:طول موج غالب
• REF:مرجع
• LOT No:شماره دسته برای ردیابی

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED آبی پرنور برای موارد زیر ایده‌آل است:

• نشانگرهای وضعیت:ارائه سیگنال‌های واضح و قابل مشاهده روشن بودن یا فعالیت در نور محیطی کم یا زیاد.
• نور پس‌زمینه:برای نمایشگرهای LCD کوچک، صفحه کلیدها یا پنل‌های تزئینی در دستگاه‌های مصرفی.
• نورپردازی تزئینی:در نورپردازی تأکیدی برای وسایل الکترونیکی که رنگ آبی تند مورد نظر است.

7.2 ملاحظات طراحی حیاتی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به 20 میلی‌آمپر یا کمتر برای کارکرد پیوسته استفاده کنید. مستقیماً به منبع ولتاژ وصل نکنید.
• چیدمان PCB:جای پایه PCB را دقیقاً مطابق با ابعاد پکیج طراحی کنید. اگر نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز کار می‌کنید، از مساحت کافی مس یا وایاهای حرارتی برای دفع حرارت اطمینان حاصل کنید.
• محافظت در برابر ESD:در طول مونتاژ، روش‌های استاندارد مدیریت ESD را پیاده‌سازی کنید، زیرا LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند.
• طراحی نوری:زاویه دید 20 درجه نسبتاً باریک است. این را برای طراحی لنز یا راهنمای نور در نظر بگیرید تا الگوی روشنایی مورد نظر حاصل شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه یک مقایسه مستقیم نیازمند داده‌های خاص رقبا است، اما تمایزات کلیدی این LED بر اساس دیتاشیت آن، ترکیبی ازشدت نور بالا (تا 2000 میلی‌کاندلا)ومطابقت جامع(RoHS, REACH, فاقد هالوژن) است. زاویه دید باریک 20 درجه یک ویژگی خاص است، نه لزوماً یک مزیت یا عیب جهانی، بلکه مشخصه‌ای است که آن را برای کاربردهای نیازمند نور جهت‌دار به جای نورپردازی ناحیه وسیع مناسب می‌سازد. مشخصات مستحکم لحیم‌کاری (260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه) نشان‌دهنده سازگاری خوب با فرآیندهای استاندارد ریفلو بدون سرب است.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: جریان کاری توصیه‌شده برای این LED چیست؟

ج: شرایط آزمایش استاندارد و نقطه کاری معمول 20 میلی‌آمپر DC است. نباید به طور پیوسته از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: نه به طور مستقیم. با Vf معمولی 3.3 ولت در 20 میلی‌آمپر، یک مقاومت سری مورد نیاز است. مقدار آن را می‌توان به صورت R = (ولتاژ منبع - Vf) / If محاسبه کرد. برای منبع 5 ولت: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 اهم. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (مثلاً 82 یا 100 اهم) استفاده کنید و جریان حاصل را بررسی کنید.

س: چگونه آند و کاتد را شناسایی کنم؟

ج: برای یک لامپ LED شعاعی استاندارد، پایه بلندتر آند (+) است. اغلب، سمت کاتد (-) لنز پلاستیکی یا فلنج دارای لبه صاف یا علامت است.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

ج: محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که بسیاری از شرایط فضای باز را پوشش می‌دهد. با این حال، پکیج ذاتاً ضد آب نیست. برای استفاده در فضای باز، آب‌بندی محیطی اضافی (پوشش محافظ، محفظه) برای محافظت در برابر رطوبت و آلاینده‌ها ضروری است.

س: چرا حفظ فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اینقدر مهم است؟

ج: این کار از انتقال گرمای بیش از حد از طریق پایه و آسیب به دی نیمه‌هادی داخلی یا پوشش اپوکسی جلوگیری می‌کند که می‌تواند باعث خرابی زودرس یا تیره شدن لنز شود.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.

LED باید از آن سوی اتاق به وضوح قابل مشاهده باشد. طراح این LED را به دلیل روشنایی بالا (2000 میلی‌کاندلا) انتخاب می‌کند. آنها یک PCB با جای پایه منطبق بر نقشه پکیج طراحی می‌کنند. یک مقاومت محدودکننده جریان 100 اهمی به صورت سری با LED قرار داده می‌شود که به یک پین GPIO میکروکنترلر 3.3 ولتی متصل است. این در حالت منطقی پایین تقریباً (3.3V - 3.3V)/100Ω = 0 میلی‌آمپر و در حالت منطقی بالا (با استفاده از حداقل Vf) (3.3V - 2.7V)/100Ω = 6 میلی‌آمپر را فراهم می‌کند که ایمن و به اندازه کافی روشن است. در طول مونتاژ، خط تولید از پروفایل لحیم‌کاری موجی مشخص‌شده استفاده می‌کند. زاویه دید باریک 20 درجه عالی است، زیرا حتی در یک اتاق با نور خوب، یک نقطه نور متمرکز و روشن ایجاد می‌کند که به سمت کاربر هدایت می‌شود.

11. معرفی اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان (LED) است، یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی. هسته آن یک چیپ ساخته شده از مواد InGaN است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود (فراتر از ولتاژ مستقیم Vf)، الکترون‌ها و حفره‌ها در سراسر پیوند p-n نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (آبی، 470 نانومتر) توسط انرژی گاف نواری سیستم ماده InGaN تعیین می‌شود. رزین اپوکسی شفاف، چیپ را محافظت می‌کند، به عنوان لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند (ایجاد زاویه دید 20 درجه) و استخراج نور از نیمه‌هادی را افزایش می‌دهد.

12. روندها و زمینه تکنولوژی

LEDهای آبی مبتنی بر تکنولوژی InGaN نمایانگر یک دستاورد بنیادی در نورپردازی حالت جامد هستند. توسعه LEDهای آبی کارآمد، ایجاد LEDهای سفید (با ترکیب آبی و فسفر زرد) و نمایشگرهای تمام‌رنگ RGB را ممکن ساخت. روندهای فعلی در تکنولوژی LED بر افزایش بازده (لومن بر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای نور سفید، دستیابی به چگالی توان بالاتر برای نورپردازی عمومی و توسعه راه‌حل‌های مینیاتوری و یکپارچه (مانند میکرو-LEDها) متمرکز است. این قطعه خاص در دسته LED نشانگر استاندارد، قابل اعتماد و با توان متوسط قرار می‌گیرد، یک قطعه کارآمد که تکنولوژی پایه آن بالغ است و به طور گسترده در سراسر صنعت الکترونیک به کار گرفته شده است.