دیتاشیت LED لامپ 1003SUBD/S400-A6 - آبی پخش‌شونده - طول موج اوج 468 نانومتر - شدت نور 20 میلی‌کاندلا - ولتاژ مستقیم 3.3 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک LED لامپ آبی پخش‌شونده با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند عملکرد قابل اعتماد و خروجی نور یکنواخت هستند. دارای زاویه دید گسترده است و در بسته‌بندی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود می‌باشد.

1.1 مزایای اصلی

• روشنایی بالا:طراحی شده برای کاربردهایی که نیازمند شدت نور برتر هستند.
• زاویه دید گسترده:یک زاویه دید معمولی (2θ1/2) معادل 110 درجه برای روشنایی گسترده ارائه می‌دهد.
• ساختار مستحکم:برای قابلیت اطمینان و طول عمر در شرایط عملیاتی مختلف ساخته شده است.
• مطابقت زیست‌محیطی:محصول بدون سرب (Pb-free) بوده و با مقررات زیست‌محیطی مرتبط مطابقت دارد.
• انعطاف‌پذیری بسته‌بندی:در بسته‌بندی نوار و قرقره موجود است تا تولید انبوه و خودکار را تسهیل کند.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای انواع کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• تلویزیون‌ها
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و الکترونیک مصرفی

2. تحلیل پارامترهای فنی

بخش‌های زیر تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی مشخص شده در دیتاشیت ارائه می‌دهند.

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

این محدوده‌ها، مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان مستقیم اوج (IFP):100 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. مناسب برای عملکرد پالسی.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست شود.
• توان تلف شده (Pd):90 میلی‌وات. حداکثر توانی که پکیج می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند.
• دمای عملیاتی و نگهداری:40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد (عملیاتی)، 40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد (نگهداری).
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. تحمل پروفیل لحیم‌کاری ریفلو را تعریف می‌کند.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی (Ta=25°C)

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (IF=20mA) اندازه‌گیری شده و عملکرد قطعه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):مقدار معمول 20 میلی‌کاندلا (mcd)، با حداقل 10 mcd. این مقدار روشنایی درک شده را کمّی می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):110 درجه (معمول). زاویه‌ای که در آن شدت نور نصف مقدار اوج است.
• طول موج اوج (λp):468 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن انتشار طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λd):470 نانومتر (معمول). طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (VF):3.3 ولت (معمول)، در محدوده 2.7 تا 4.0 ولت در جریان 20 میلی‌آمپر. برای طراحی مدار درایور مهم است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 50 میکروآمپر در VR=5V. نشان‌دهنده جریان نشتی در بایاس معکوس است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

3.1 توزیع طیفی

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجیک اوج در حدود 468 نانومتر با پهنای باند طیفی معمولی (Δλ) 35 نانومتر نشان می‌دهد که انتشار رنگ آبی آن با رزین پخش‌شونده برای پراکندگی نور گسترده‌تر را تأیید می‌کند.

3.2 رفتار الکتریکی و حرارتی

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV):رابطه نمایی معمول دیودها را نشان می‌دهد. در ولتاژ مستقیم معمولی 3.3 ولت، جریان 20 میلی‌آمپر است.
• شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم:شدت نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد؛ طراحان باید برای برنامه‌ریزی دقیق جریان درایور به منحنی مراجعه کنند.
• شدت نسبی در مقابل دمای محیط:خروجی نور عموماً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. هیت‌سینک مناسب برای حفظ روشنایی حیاتی است.
• جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:برای یک ولتاژ ثابت، جریان مستقیم ممکن است به دلیل ضریب دمایی منفی دیود با دما تغییر کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج استاندارد لامپی ارائه می‌شود. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد.
• تلرانس عمومی برای ابعاد نامشخص ±0.25 میلی‌متر است.

طراحان باید برای فاصله دقیق پایه‌ها، اندازه بدنه و فوت‌پرینت PCB توصیه شده به نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت مراجعه کنند.

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک طرف صاف روی لنز LED یا یک پایه کوتاه‌تر نشان داده می‌شود. برای علامت‌گذاری خاص این مدل باید به دیاگرام دیتاشیت مراجعه شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت این دستورالعمل‌ها برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب در فرآیند مونتاژ حیاتی است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی انجام دهید.
• فرم‌دهی را قبل از لحیم‌کاری انجام دهید.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید. برش پایه‌ها را در دمای اتاق انجام دهید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 پارامترهای لحیم‌کاری

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

• لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات)، زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه). حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.
• از چرخه‌های متعدد لحیم‌کاری خودداری کنید. در حالی که پایه‌ها داغ هستند به آن‌ها تنش وارد نکنید.
• اجازه دهید LED‌ها به تدریج و بدون شوک مکانیکی تا دمای اتاق خنک شوند.

5.3 شرایط نگهداری

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

5.4 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیزکاری:

• از ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه استفاده کنید.
• در دمای اتاق با هوا خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر در صورت ضرورت مطلق و پیش‌تأیید شده، زیرا می‌تواند به LED آسیب برساند.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LED‌ها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری شود.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد استاتیک.
• تعداد:200 تا 500 قطعه در هر کیسه. 5 کیسه در هر کارتن داخلی. 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی).

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی ممکن است شامل کدهای زیر باشد:

• شماره قطعه مشتری (CPN)
• شماره تولید (P/N)
• تعداد (QTY)
• رده‌های کیفیت/عملکرد (CAT)
• طول موج غالب (HUE)
• شماره بچ (LOT No.)

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی مؤثر برای عملکرد و طول عمر LED ضروری است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است. با افزایش دمای اتصال برای یک ولتاژ ثابت، جریان افزایش می‌یابد که در صورت عدم کنترل می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود. رتبه توان تلف شده (Pd) معادل 90 میلی‌وات باید رعایت شود. برای عملکرد در دمای محیط بالا یا با جریان درایو بالا، جریان باید بر اساس منحنی کاهش رتبه دمایی مربوطه (که در یادداشت‌های دیتاشیت اشاره شده) کاهش یابد. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مساحت کافی مس PCB یا سایر روش‌های هیت‌سینک برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن وجود دارد.

7.2 طراحی مدار

به دلیل ولتاژ مستقیم معمولی 3.3 ولت و حداکثر 4.0 ولت، استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت هنگام اتصال به منبع ولتاژی بالاتر از حدود 2.7 ولت اجباری است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply - Vf_led) / I_desired. استفاده از حداکثر Vf (4.0V) در محاسبات اطمینان می‌دهد که جریان حتی با تغییرات قطعه به قطعه از محدوده‌ها تجاوز نکند. برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی پایدار هستند، استفاده از یک درایور جریان ثابت به جای یک مقاومت ساده توصیه می‌شود.

7.3 طراحی نوری

پکیج رزین پخش‌شونده، یک زاویه دید گسترده (110 درجه) ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی ناحیه گسترده یا نشانگرهایی که باید از زوایای مختلف قابل مشاهده باشند مناسب می‌سازد. رنگ آبی (470-468 نانومتر) اغلب برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه یا نورپردازی تزئینی استفاده می‌شود. طراحان باید شدت نور (معمولاً 20 mcd) را در نظر بگیرند تا روشنایی کافی برای فاصله مشاهده مورد نظر و شرایط نور محیطی تضمین شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که داده‌های خاص رقبا در اینجا ارائه نشده است، تمایزات کلیدی این LED بر اساس دیتاشیت آن شامل ترکیبی از شدت نور معمولی نسبتاً بالا (20 mcd) برای یک پکیج لامپ استاندارد، زاویه دید گسترده 110 درجه‌ای که توسط رزین پخش‌شونده تسهیل شده است و محدوده‌های حداکثر مطلق مستحکم (جریان پیوسته 25mA) می‌باشد. موجودی آن در بسته‌بندی نوار و قرقره، آن را برای خطوط تولید خودکار، حساس به هزینه و انبوه رایج در تولید الکترونیک مصرفی رقابتی می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

طول موج اوج (468 نانومتر) طول موج فیزیکی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. طول موج غالب (470 نانومتر) طول موج تک روان‌فیزیکی است که چشم انسان آن را مطابق با رنگ نور LED درک می‌کند. آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند، به ویژه برای منابع غیرتک‌فام.

9.2 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

خیر. محدوده حداکثر مطلق برای جریان مستقیم پیوسته (IF) 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این رتبه، خطر آسیب دائمی به قطعه را دارد و هرگونه تضمین قابلیت اطمینان را باطل می‌کند. برای روشنایی بالاتر، LED‌ای را انتخاب کنید که برای جریان درایو بالاتر رتبه‌بندی شده است.

9.3 چگونه باید عبارت "بدون سرب" و مطابقت با RoHS را تفسیر کنم؟

"بدون سرب" به این معنی است که قطعه به طور عمدی حاوی سرب نیست. عبارت "خود محصول در نسخه مطابق با RoHS باقی خواهد ماند" نشان می‌دهد که قطعه LED با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) که استفاده از مواد خطرناک خاص (مانند سرب، جیوه، کادمیوم) در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را محدود می‌کند، مطابقت دارد. با این حال، طراحان باید مطابقت کل محصول مونتاژ شده نهایی را تأیید کنند.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.

1. نیازمندی:یک نشانگر آبی "برق/فعال" که از آن طرف اتاق قابل مشاهده باشد.
2. انتخاب:این LED به دلیل رنگ آبی و شدت نور خوب آن مناسب است.
3. طراحی مدار:ریل برق داخلی روتر 5 ولت است. با استفاده از Vf معمولی 3.3 ولت و جریان هدف 20 میلی‌آمپر، مقاومت سری برابر است با R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 یا 100 اهم انتخاب می‌شود. با استفاده از حداکثر Vf (4.0V) برای بررسی بدترین حالت: (5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 mA، که هنوز بالاتر از حداقل برای نور مرئی است.
4. چیدمان:فوت‌پرینت PCB با ابعاد پکیج دیتاشیت مطابقت دارد. مقدار کمی مس‌ریزی در اطراف پایه‌ها به تبادل حرارت کمک می‌کند.
5. مونتاژ:LED‌ها از طریق فیدر نوار و قرقره قرار داده می‌شوند. برد تحت فرآیند ریفلو قرار می‌گیرد که به پروفیل 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه پایبند است.

11. اصل عملکرد

این قطعه یک دیود نور‌افشان (LED) است. بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک ماده نیمه‌هادی (InGaN برای نور آبی) عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب ماده خاص (InGaN) انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند که در این مورد آبی است. پوشش اپوکسی پخش‌شونده نور را پراکنده می‌کند و در مقایسه با یک لنز شفاف، یک زاویه دید گسترده‌تر و ظاهری نرم‌تر ایجاد می‌کند.

12. روندهای فناوری

فناوری LED به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازده رنگ و هزینه کمتر ادامه می‌دهد. در حالی که این یک LED نشانگر استاندارد است، روندهای گسترده‌تر صنعت شامل مینیاتوری‌سازی پکیج‌ها (مانند از 0603 به 0402 و اندازه‌های SMD کوچکتر)، ادغام چندین چیپ (RGB، سفید) و توسعه LED‌ها برای کاربردهای تخصصی مانند ضدعفونی UV-C، نورپردازی باغبانی و ارتباطات نوری مرئی با سرعت بالا (Li-Fi) می‌باشد. برای کاربردهای نشانگر، قابلیت اطمینان، مقرون‌به‌صرفه بودن و سهولت مونتاژ همچنان محرک‌های اصلی هستند.