دیتاشیت لامپ LED 7344-15SUGC/S400-X6 - 5 میلی‌متر گرد - ولتاژ 3.3 ولت - سبز درخشان - 110 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل لامپ LED مدل 7344-15SUGC/S400-X6 را ارائه می‌دهد. این قطعه یک دیود نورافشان سبز رنگ با درخشندگی بالا است که برای کاربردهای متنوع نشانگر (اندیکاتور) و نور پس‌زمینه طراحی شده است. این دستگاه از فناوری چیپ InGaN استفاده می‌کند که درون رزین شفاف (واترکلیر) محصور شده و خروجی سبز رنگ زنده و شدیدی را تولید می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای طراحی‌های الکترونیکی پرکاربرد مناسب می‌سازد:

• شدت نور بالا:با جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر، شدت نوری معادل 11000 میلی‌کاندلا به صورت معمول ارائه می‌دهد که دید عالی را تضمین می‌کند.
• زاویه دید باریک:دارای زاویه دید نیم‌شدت معمول 20 درجه (2θ1/2) است که پرتو نور متمرکزی را فراهم می‌کند و برای نورپردازی جهت‌دار ایده‌آل است.
• ساختار مستحکم:برای قابلیت اطمینان و طول عمر بالا در شرایط عملیاتی مختلف طراحی شده است.
• مطابقت زیست‌محیطی:این محصول بدون سرب (Pb-free) بوده و با استانداردهای RoHS، EU REACH و بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد.
• گزینه‌های بسته‌بندی:به صورت نوار و قرقره (Tape and Reel) برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است.

1.2 کاربردهای هدف

این LED به طور خاص برای کاربردهایی که نیازمند یک نشانگر سبز رنگ فشرده و پرنور هستند، طراحی شده است. حوزه‌های کاربرد اصلی شامل موارد زیر می‌شود:

• نشانگر وضعیت در لوازم الکترونیکی مصرفی (تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها).
• نور پس‌زمینه برای کلیدها، پنل‌ها و نمایشگرها.
• چراغ‌های نشانگر عمومی در لوازم جانبی کامپیوتر و پنل‌های کنترل صنعتی.

2. پارامترها و مشخصات فنی

تحلیل دقیق ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه برای طراحی و یکپارچه‌سازی صحیح مدار ضروری است.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر، محدوده‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای انبارداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه (لحیم‌کاری موجی یا غوطه‌وری).

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال (T_a=25°C)

پارامترهای زیر تحت شرایط آزمایش استاندارد (I_F=20mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شود) اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول دستگاه را نشان می‌دهند.

• شدت نور (I_v):حداقل: 8000 میلی‌کاندلا، معمول: 11000 میلی‌کاندلا
• زاویه دید (2θ_1/2):معمول: 20 درجه
• طول موج پیک (λ_p):معمول: 518 نانومتر
• طول موج غالب (λ_d):معمول: 525 نانومتر
• پهنای باند طیفی (Δλ):معمول: 35 نانومتر
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداقل: 2.7 ولت، معمول: 3.3 ولت، حداکثر: 3.7 ولت
• جریان معکوس (I_R):حداکثر: 50 میکروآمپر (در V_R=5V)

نکته طراحی:ولتاژ مستقیم دارای محدوده‌ای از 2.7 ولت تا 3.7 ولت است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مقاومت محدودکننده جریان با استفاده از حداکثر مقدار V_Fمحاسبه می‌شود تا تحت بدترین شرایط، جریان LED از حداکثر ریتینگ جریان آن تجاوز نکند.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

3.1 توزیع طیفی و جهت‌داری

منحنیشدت نسبی بر حسب طول موجماهیت تک‌رنگ خروجی را تأیید می‌کند که حول 518-525 نانومتر (سبز درخشان) متمرکز است. منحنیجهت‌داریبه صورت بصری زاویه دید 20 درجه را نشان می‌دهد و نحوه کاهش شدید شدت نور در خارج از پرتو مرکزی را نمایش می‌دهد.

3.2 روابط الکتریکی و حرارتی

• جریان مستقیم بر حسب ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):این منحنی نمایی است که برای دیودها معمول است. ولتاژ مستقیم معمول 3.3 ولت در جریان 20 میلی‌آمپر مشخص شده است. این منحنی به درک مقاومت دینامیکی LED کمک می‌کند.
• شدت نسبی بر حسب جریان مستقیم:خروجی نوری با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما به صورت خطی نیست. عملکرد بالاتر از جریان پیوسته توصیه شده (25 میلی‌آمپر) ممکن است بازدهی کاهش‌یافته‌ای در روشنایی داشته باشد در حالی که به طور قابل توجهی گرما را افزایش داده و طول عمر را کاهش می‌دهد.
• شدت نسبی بر حسب دمای محیط:خروجی نور LED عموماً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این منحنی برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا عمل می‌کنند، حیاتی است تا اطمینان حاصل شود که روشنایی کافی حفظ می‌شود.
• جریان مستقیم بر حسب دمای محیط (منحنی کاهش ریتینگ):این منحنی بدون شک مهم‌ترین منحنی برای قابلیت اطمینان است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم مجازی را نشان می‌دهد که با افزایش دمای محیط نباید از آن تجاوز کرد. برای اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت، جریان عملیاتی باید مطابق با این منحنی کاهش یابد، به ویژه در نزدیکی حداکثر دمای عملیاتی 85 درجه سانتی‌گراد.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج گرد استاندارد 5 میلی‌متری (T-1 3/4) قرار دارد. نکات کلیدی ابعادی از نقشه شامل موارد زیر است:

• فاصله کلی پایه‌ها به طور معمول 2.54 میلی‌متر (0.1 اینچ) است.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد.
• تلرانس ابعادی استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

شناسایی قطبیت:پایه بلندتر آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر کاتد (منفی) است. پکیج ممکن است در لبه نزدیک به پایه کاتد، یک طرف صاف نیز داشته باشد.

5. دستورالعمل‌های مونتاژ، لحیم‌کاری و جابجایی

جابجایی صحیح برای جلوگیری از آسیب و اطمینان از عملکرد بهینه بسیار مهم است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

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

5.2 شرایط انبارداری

• در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% (RH) انبار شود.
• طول عمر توصیه شده انبارداری پس از ارسال 3 ماه است.
• برای انبارداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

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

لحیم‌کاری دستی:

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

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:

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

نکات حیاتی:

• از اعمال تنش بر پایه‌ها در حین لحیم‌کاری با دمای بالا اجتناب کنید.
• لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) بیش از یک بار انجام نشود.
• LED را تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.
• از خنک‌کردن سریع از دمای پیک لحیم‌کاری اجتناب کنید.
• همیشه از کمترین دمای مؤثر لحیم‌کاری استفاده کنید.

5.4 تمیزکاری

• فقط در صورت لزوم با استفاده از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• در دمای اتاق با هوا خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک اجتناب کنید.اگر به طور مطلق لازم است، پیش‌تأیید گسترده‌ای برای اطمینان از عدم آسیب ضروری است.

5.5 مدیریت حرارت و ESD

• مدیریت حرارت:طراحی حرارتی مناسب ضروری است. از منحنی کاهش ریتینگ برای انتخاب جریان عملیاتی مناسب بر اساس دمای محیط مورد انتظار اطراف LED در کاربرد نهایی استفاده کنید. هیت‌سینک ناکافی می‌تواند منجر به تخریب زودرس روشنایی و خرابی شود.
• ESD (تخلیه الکترواستاتیک):این LED به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD در حین مونتاژ و جابجایی رعایت شود، از جمله استفاده از ایستگاه‌های کاری و مچ‌بندهای زمین‌شده.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که در حین حمل‌ونقل و جابجایی محافظت شوند:

• بسته‌بندی اولیه:200-500 عدد در هر کیسه ضداستاتیک.
• بسته‌بندی ثانویه:5 کیسه در هر کارتن داخلی.
• بسته‌بندی سوم:10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی).

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی هستند:

• P/N:شماره تولید (شماره قطعه، به عنوان مثال 7344-15SUGC/S400-X6).
• LOT No:شماره بچ برای ردیابی.
• QTY:تعداد بسته‌بندی در کیسه/کارتن.
• CAT/HUE:نشان‌دهنده رتبه/درجه و سبد طول موج غالب است.

7. ملاحظات طراحی کاربردی و سوالات متداول

7.1 مدار کاربردی معمول

متداول‌ترین روش راه‌اندازی، یک مقاومت سری ساده است. مقدار مقاومت (R_s) به صورت زیر محاسبه می‌شود: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. همیشه در این محاسبه ازحداکثر V_Fمقدار V_Fاز دیتاشیت (3.7 ولت) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان تحت همه شرایط از I_sمورد نظر (به عنوان مثال 20 میلی‌آمپر) تجاوز نمی‌کند. برای منبع تغذیه 5 ولت: R

= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (68 اهم) یک انتخاب ایمن است.

7.2 سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را با جریان پیک 100 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

ج: فقط تحت شرایط پالسی بسیار خاص (چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز). برای عملکرد پیوسته، حداکثر مطلق 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این مقدار به شدت طول عمر را کاهش داده و ممکن است باعث خرابی فوری شود.

س: چرا زاویه دید اینقدر باریک است (20 درجه)؟

ج: زاویه دید باریک یک ویژگی طراحی برای کاربردهایی است که نیازمند پرتو نور متمرکز هستند، مانند چراغ‌های نشانگری که باید از جهت خاصی دیده شوند یا برای کوپلینگ نوری. این ویژگی از طریق شکل لنز اپوکسی حاصل می‌شود.

س: چگونه طول موج غالب (525 نانومتر) در مقابل طول موج پیک (518 نانومتر) را تفسیر کنم؟_pج: طول موج پیک (λ_d) طول موج واحدی است که طیف تابش در آن قوی‌ترین است. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحد نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. حساسیت چشم انسان (پاسخ فوتوپیک) بر λ_dتأثیر می‌گذارد. برای LEDهای سبز، λ_p.

اغلب کمی طولانی‌تر از λ

است.

س: مهم‌ترین عامل برای قابلیت اطمینان بلندمدت چیست؟

ج: مدیریت حرارتی مناسب و کاهش ریتینگ جریان. عملکرد LED در جریان توصیه شده یا کمتر از آن، به ویژه در محیط‌های گرم‌تر (با استفاده از منحنی کاهش ریتینگ)، مهم‌ترین عمل برای اطمینان از طول عمر و خروجی نور پایدار است.

8. اصول فنی و زمینه

8.1 اصل عملکرد

این LED بر پایه فناوری نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج نور تابش شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز درخشان. رزین اپوکسی شفاف (واترکلیر) به عنوان لنز اولیه عمل کرده، خروجی نور را شکل داده و محافظت مکانیکی و محیطی را فراهم می‌کند.