مشخصات فنی LED 333-2SYGD/S530-E2 - زرد-سبز روشن - 20mA - 2.0V - 60mW - سند فنی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک LED با روشنایی بالا و رنگ زرد-سبز درخشان را ارائه می‌دهد. این قطعه با استفاده از فناوری تراشه AlGaInP ساخته شده و در رزین پخش‌کننده سبز رنگ کپسوله شده است. این محصول برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند روشنایی قابل اعتماد و مستحکم بوده و گزینه‌های مختلفی برای زاویه دید ارائه می‌دهد. این محصول مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی مرتبط است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این سری از LEDها شامل شدت نور بالا، ارائه گزینه‌های متنوع رنگ و شدت، و همچنین گزینه بسته‌بندی نواره‌ای مناسب برای مونتاژ خودکار است. این محصول به‌طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده است که نیاز به درخشش استثنایی دارند. بازار هدف و کاربردهای متداول شامل نمایشگرهای محصولات الکترونیکی مصرفی، چراغ‌های نشانگر و سیستم‌های نور پس‌زمینه برای دستگاه‌هایی مانند تلویزیون، مانیتور کامپیوتر، تلفن و سایر دستگاه‌های محاسباتی می‌شود.

2. تجزیه و تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش بر اساس شرایط آزمون استاندارد (Ta=25°C)، تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه را ارائه می‌دهد.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که می‌توانند منجر به آسیب دائمی قطعه شوند. این شرایط، شرایط کاری توصیه‌شده نیستند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 mA. تداوم جریان بیش از این مقدار، عمر LED را کوتاه کرده و خروجی نوری را کاهش می‌دهد.
• جریان مستقیم اوج (IFP):60 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پالسی مجاز است که معمولاً در فرکانس 1 کیلوهرتز و با چرخه کاری 1/10 مشخص می‌شود. برای کاربردهایی که شامل پالس‌های جریان بالا و کوتاه‌مدت هستند، حیاتی است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال بایاس معکوس بیش از این مقدار ممکن است منجر به خرابی فاجعه‌بار آنی در پیوند LED شود.
• اتلاف توان (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته می‌تواند بدون تجاوز از حداکثر دمای پیوند خود تلف کند و با فرمول ولتاژ مستقیم (VF) ضرب در جریان مستقیم (IF) محاسبه می‌شود.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:دمای کاری نامی دستگاه از ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد و دمای ذخیره‌سازی از ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۰+ درجه سانتی‌گراد است. این محدوده‌ها ثبات مکانیکی و شیمیایی رزین اپوکسی و مواد نیمه‌هادی را تضمین می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):۵ ثانیه در دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد. این مشخصه، حداکثر پروفیل حرارتی را که بسته‌بندی LED در طی فرآیند لحیم‌کاری موجی یا بازجوشی می‌تواند تحمل کند، تعریف می‌نماید.

2.2 مشخصات نوری-الکتریکی

این پارامترها عملکرد دستگاه را تحت شرایط کاری عادی (IF=20mA) تعریف می‌کنند. ستون "مقدار معمول" نمایانگر میانه مورد انتظار است، در حالی که "حداقل" و "حداکثر" محدوده توزیع قابل قبول تولید را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):40-80 mcd (مقدار معمول 80 mcd). این روشنایی درک‌شده LED است که بر حسب میلی‌کاندلا اندازه‌گیری می‌شود. محدوده وسیع نشان‌دهنده فرآیند درجه‌بندی است؛ طراح باید حداقل مقدار را برای سناریوهای روشنایی بدترین حالت در نظر بگیرد.
• زاویه دید (2θ1/2):30 درجه (مقدار معمول). این زاویه کامل زمانی است که شدت نور به نصف مقدار اوج (محوری) خود کاهش می‌یابد. زاویه 30 درجه نشان‌دهنده تمرکز نسبتاً متمرکز پرتو است که برای چراغ‌های نشانگر جهت‌دار مناسب می‌باشد.
• قله و طول موج غالب (λp, λd):به ترتیب 575 nm و 573 nm. طول موج قله، نقطه‌ای طیفی با حداکثر توان تابشی است. طول موج غالب، نقطه رنگی ادراک شده است. مقادیر نزدیک نشان‌دهنده تابش زرد-سبز طیفی خالص است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):20 نانومتر. این عرض طیف در نصف حداکثر شدت (عرض کامل در نصف بیشینه) است. پهنای باند 20 نانومتر مشخصه‌ای متداول برای LEDهای مبتنی بر AlGaInP است که خلوص رنگی خوبی ارائه می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم (VF):1.7 ولت تا 2.4 ولت (مقدار معمول 2.0 ولت). این افت ولتاژ دو سر LED در جریان 20 میلی‌آمپر است. اگر ولتاژ منبع تغذیه ثابت باشد، طراحی مدار باید از یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور استفاده کند که بر اساس حداکثر VF محاسبه شده تا اطمینان حاصل شود جریان از حداکثر مقدار نامی تجاوز نمی‌کند.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. این جریان نشتی دستگاه در حالت بایاس معکوس است. برای LED سالم، این مقدار معمولاً بسیار کم است.

تلرانس اندازه‌گیری:دیتاشیت عدم قطعیت‌های خاصی را مشخص می‌کند: VF برابر با ±0.1V، Iv برابر با ±10%، و λd برابر با ±1.0nm. این موارد باید در محاسبات طراحی دقیق در نظر گرفته شوند.

3. توضیح سیستم درجه‌بندی

داده‌های ارائه‌شده حاکی از ساختار درجه‌بندی مبتنی بر پارامترهای کلیدی عملکرد است تا یکنواختی در تولید انبوه تضمین شود. اگرچه ماتریس کامل درجه‌بندی به تفصیل شرح داده نشده، اما می‌توان اطلاعات زیر را از برگه مشخصات و توضیحات برچسب استنباط کرد:

• درجه‌بندی شدت نور/شار نوری:محدوده Iv از 40 تا 80 mcd نشان‌دهنده دسته‌بندی دستگاه بر اساس خروجی اندازه‌گیری شده آن در جریان 20mA است. فیلد "CAT" روی برچسب بسته‌بندی احتمالاً نشان‌دهنده این درجه یا رده است.
• دسته‌بندی طول موج/رنگ:فیلد "HUE" روی برچسب مربوط به طول موج غالب (λd) است. با توجه به مقدار متعارف 573 نانومتر، به احتمال زیاد دسته تولید بر اساس طول موج غالب خاص آن مشخصه‌گذاری و برچسب‌گذاری می‌شود تا یکنواختی رنگ در کاربرد حفظ شود.
• دسته‌بندی ولتاژ مستقیم:محدوده VF از 1.7V تا 2.4V نشان می‌دهد که LEDها همچنین می‌توانند بر اساس ویژگی‌های ولتاژ مستقیم خود گروه‌بندی شوند. تطابق VF در مدارهای موازی به توزیع یکنواخت جریان کمک می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمولی بینش‌های کلیدی در مورد رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند که برای طراحی مدار و حرارتی قوی ضروری است.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را به صورت گرافیکی نشان می‌دهد که پیک آن در حدود 575 نانومتر و عرض در نیمه بیشینه حدود 20 نانومتر است. این منحنی ماهیت تک‌رنگ خروجی نور را تأیید می‌کند که در ناحیه زرد-سبز طیف مرئی متمرکز است.

4.2 الگوی جهت‌گیری

منحنی جهت‌دار (یا الگوی تابش) توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد. زاویه دید ارائه‌شده 30 درجه از این الگو نشأت می‌گیرد. شکل منحنی مشخصه یک LED استاندارد با لنز نیم‌کره‌ای است و یک پروفایل تابش نزدیک به لامبرت یا کمی متمرکز را نشان می‌دهد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد که مشخصه‌ای معمول از دیود است. ولتاژ "نقطه عطف" حدود 1.8V-2.0V است. فراتر از این نقطه، افزایش جزئی ولتاژ منجر به افزایش قابل توجه جریان می‌شود که اهمیت فوق‌العاده تنظیم جریان به جای تنظیم ولتاژ را در هنگام راه‌اندازی LED برجسته می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم (منحنی L-I)

این منحنی رابطه بین جریان راه‌اندازی و خروجی نوری را نشان می‌دهد. این رابطه معمولاً در محدوده کاری توصیه‌شده خطی است، اما در جریان‌های بسیار بالا اشباع شده و در نهایت کاهش می‌یابد. کار در جریان معمول 20mA تعادل خوبی از نظر بازده، روشنایی و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.5 ویژگی‌های حرارتی

منحنی‌های زیر حیاتی هستند:شدت نسبی در مقابل دمای محیطو همچنینجریان مستقیم در مقابل دمای محیط(در ولتاژ ثابت). آنها نشان می‌دهند که خروجی نوری با افزایش دمای محیط به دلیل کاهش بازده کوانتومی داخلی و افزایش ترکیب غیرتابشی کاهش می‌یابد. در مقابل، برای ولتاژ اعمالی ثابت، جریان مستقیم با افزایش دما افزایش می‌یابد زیرا ولتاژ مستقیم دیود دارای ضریب دمایی منفی است. اگر به درستی با درایور جریان ثابت مدیریت نشود، این امر می‌تواند منجر به شرایط بالقوه فرار حرارتی شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد و نقشه‌های پکیج

دیتاشیت شامل نقشه‌های ابعادی دقیق است. مشخصات کلیدی استخراج‌شده از نقشه‌ها و یادداشت‌ها شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5mm باشد، و مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس عمومی ±0.25mm است. نقشه‌ها فاصله پایه‌ها، ابعاد بدنه و شکل کلی را تعریف می‌کنند که برای طراحی پد PCB (الگوی پد) ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت

اگرچه در متن ارائه‌شده به صراحت شرح داده نشده است، اما معمولاً پایه کاتد (پایه منفی) در LEDهای استاندارد از طریق لبه صاف روی لنز، پایه کوتاه‌تر یا نشانه روی بدنه شناسایی می‌شود. طراحی پدهای PCB باید با این قطبیت مطابقت داشته باشد تا جهت صحیح در هنگام مونتاژ تضمین شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

پردازش صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و عملکرد دستگاه حیاتی است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه اپوکسی LED فاصله داشته باشد تا از ایجاد ترک‌های ناشی از تنش جلوگیری شود.
• شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود.
• پایه‌ها باید در دمای اتاق برش داده شوند تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED هم‌راستا باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• پس از دریافت، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. مدت زمان ماندگاری تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای نگهداری طولانی‌تر (حداکثر 1 سال)، لطفاً از ظرف دربسته با گاز نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییر ناگهانی دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت اجتناب کنید.

6.3 فرآیند جوشکاری

قوانین کلیدی:حداقل فاصله نقطه جوش تا LED اپوکسی را 3 میلی‌متر حفظ کنید.

• جوشکاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان جوشکاری 3 ثانیه.
• جوشکاری موجی/غوطه‌وری:دمای حداکثر پیش‌گرمایش ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (حداکثر ۶۰ ثانیه). دمای حداکثر حمام قلع ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان غوطه‌وری ۵ ثانیه.
• منحنی دمای لحیم‌کاری توصیه‌شده ارائه شده است، باید از این منحنی پیروی کرد تا تنش حرارتی به حداقل برسد.
• در حین لحیم‌کاری و بلافاصله پس از آن در حالی که قطعه هنوز گرم است، از اعمال تنش مکانیکی بر روی پایه‌ها خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم‌کاری غوطه‌وری/دستی انجام ندهید.
• به تدریج از دمای اوج لحیم‌کاری خنک شوید؛ از سرد کردن سریع (کوئنچ) اجتناب کنید.

6.4 تمیزکاری

• تنها در صورت لزوم با استفاده از ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید. در هوا خشک شود.
• استفاده از تمیزکاری اولتراسونیک به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت نیاز مطلق، باید آزمایش‌های گسترده پیش‌تایید برای تعیین سطح توان و مدت زمان ایمن انجام شود، زیرا انرژی اولتراسونیک می‌تواند به اتصال تراشه داخلی یا محفظه اپوکسی آسیب برساند.

6.5 مدیریت حرارتی

مدیریت حرارتی مؤثر برای عملکرد و طول عمر LED حیاتی است. همانطور که در منحنی‌های کاهش ظرفیت ذکر شده در برگه مشخصات نشان داده شده است، در دمای محیط بالاتر، باید مقدار جریان نامی به طور مناسب کاهش یابد. طراحی باید اطمینان حاصل کند که دمای اطراف بدنه LED کنترل می‌شود، که معمولاً از طریق استفاده از PCB با پدهای حرارتی کافی، وایاهای حرارتی یا هیت‌سینک خارجی برای کاربردهای با توان بالا محقق می‌شود.

6.6 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED‌ها نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. ESD می‌تواند منجر به آسیب پنهان یا خرابی فوری شود. همیشه قطعات را در مناطق محافظت شده در برابر ESD با استفاده از مچ‌بند اتصال به زمین و زیرپد رسانا جابجا کنید. در تمام مراحل مونتاژ و جابجایی از بسته‌بندی و تجهیزات ضداستاتیک استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

بسته‌بندی قطعه به منظور جلوگیری از آسیب‌های مکانیکی و الکترواستاتیک در حین حمل‌ونقل و جابجایی طراحی شده است.

• بسته‌بندی سطح اول:کیسه ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:جعبه داخلی، حاوی 5 کیسه.
• بسته‌بندی سوم:جعبه بیرونی، شامل 10 جعبه داخلی.
• تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 500 عدد در هر کیسه. بنابراین، یک جعبه بیرونی شامل 10,000 تا 25,000 عدد است (10 جعبه داخلی * 5 کیسه * 200-500 عدد/کیسه).

7.2 توضیحات برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد برای ردیابی و شناسایی است:

• CPN:شماره قطعه مشتری.
• P/N:شماره تولید سازنده (به عنوان مثال، 333-2SYGD/S530-E2).
• تعداد:تعداد در بسته.
• CAT:رده یا کلاس عملکرد (ممکن است مرتبط با درجه‌بندی شدت نور باشد).
• HUE:کد طول موج اصلی.
• REF:کد مرجع.
• LOT No:شماره سری ساخت، برای ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این LED برای موارد زیر بسیار مناسب است:

• چراغ نشانگر وضعیت:چراغ‌های نشانگر منبع تغذیه، فعالیت یا حالت در محصولات الکترونیکی مصرفی (تلویزیون، مانیتور، تلفن، کامپیوتر) به دلیل روشنایی بالا و زاویه دید متمرکز.
• نور پس‌زمینه:روشنایی حاشیه‌ای یا نور پس‌زمینه آیکون‌ها برای پنل‌های LCD کوچک که نیاز به روشنایی یکنواخت و روشن دارند.
• نمایش پنل جلویی:روشنایی دکمه‌ها، سوئیچ‌ها یا صفحه‌نمایش پنل.

8.2 ملاحظات کلیدی طراحی

• محدود کردن جریان:حتماً از مقاومت سری محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت استفاده کنید. برای محاسبه مقدار مقاومت از حداکثر ولتاژ مستقیم (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که در بدترین حالت (حداقل VF) جریان هرگز از 25mA تجاوز نکند. فرمول: R = (ولتاژ منبع تغذیه - VF_max) / جریان هدف.
• طراحی حرارتی:تأثیر منفی دما بر خروجی نوری و ولتاژ مستقیم را در نظر بگیرید. مساحت کافی مس PCB یا سایر روش‌های خنک‌کننده را فراهم کنید، به‌ویژه در محیط‌های با دمای بالا یا فضاهای محصور.
• محافظت در برابر ESD:دیود محافظ ESD را روی خطوط سیگنال متصل به آند/کاتد LED که در معرض رابط کاربری یا کانکتورهای خارجی هستند، اضافه کنید.
• طراحی نوری:زاویه دید 30 درجه پرتو نسبتاً باریکی ارائه می‌دهد. برای روشنایی گسترده‌تر، استفاده از لنز پخش‌کننده یا انتخاب LED با زاویه دید ذاتی گسترده‌تر را در نظر بگیرید.

9. مقایسه فنی و تمایز

اگرچه مقایسه مستقیمی با قطعات رقبای خاص ارائه نشده است، اما بر اساس برگه مشخصات آن، ویژگی‌های کلیدی متمایزکننده این LED شامل موارد زیر است:

• فناوری چیپ:استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) که در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، در تولید نور کهربایی، زرد و سبز کارآمدتر است.
• روشنایی:با شدت نور معمولی 80 mcd در جریان 20mA، در بسته‌بندی استاندارد LED این رنگ رقابت‌پذیر است.
• استحکام:دیتاشیت بر ساختار قابل اعتماد و مستحکم تأکید کرده و دستورالعمل‌های عملیاتی و لحیم‌کاری دقیقی ارائه می‌دهد که نشان‌دهنده طراحی آن برای مقاومت در برابر فرآیندهای مونتاژ استاندارد است.
• انطباق:به عنوان بدون سرب و مطابق با استاندارد RoHS اعلام شده است که الزامات مقررات زیست‌محیطی مدرن برای قطعات الکترونیکی را برآورده می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q1: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
A: خیر. حداکثر مقدار مجاز جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. عملکرد در 30 میلی‌آمپر از این حد مجاز فراتر رفته، عمر LED را به طور قابل توجهی کوتاه می‌کند، منجر به افت سریع شار نوری شده و ممکن است باعث خرابی حرارتی فاجعه‌بار شود.

Q2: منبع تغذیه من 5 ولت است. برای جریان راه‌اندازی 20 میلی‌آمپر، باید از مقاومت با چه مقدار اهم استفاده کنم؟
A: برای طراحی ایمن، از بدترین حالت (حداکثر) مقدار VF یعنی 2.4 ولت استفاده کنید. R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد مقاومت بالاتر، 150 اهم است. با استفاده از 150 اهم، جریان تقریباً (5V - 2.0V)/150 = 20mA (با استفاده از VF معمولی) خواهد بود که ایمن است. حتماً اتلاف توان مقاومت را تأیید کنید: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.

Q3: چرا هنگام گرم شدن دستگاهم، خروجی نور کم‌فروغ می‌شود؟
A: این یک ویژگی ذاتی LED است که در منحنی "شدت نسبی در مقابل دمای محیط" نشان داده می‌شود. بازده ماده نیمه‌هادی با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد و در جریان یکسان، نور کمتری تولید می‌کند. مدیریت حرارتی بهبودیافته در طراحی می‌تواند این اثر را کاهش دهد.

Q4: پس از لحیم‌کاری این LEDها، آیا می‌توانم PCB را با استفاده از اولتراسونیک تمیز کنم؟
A: اکیداً توصیه نمی‌شود. برگه مشخصات اشاره می‌کند که تمیزکاری اولتراسونیک ممکن است با توجه به توان و شرایط مونتاژ به LED آسیب برساند. در صورت لزوم استفاده، نیاز به انجام آزمایش‌های پیش‌تایید کامل دارید. روش جایگزین ایمن‌تر، استفاده از ایزوپروپیل الکل همراه با شستشوی ملایم با برس، یا استفاده از فلاکس بدون نیاز به شستشو (No-Clean) است که پس از لحیم‌کاری نیاز به شستشو ندارد.

11. مطالعات موردی طراحی عملی و استفاده

سناریو: طراحی مجموعه‌ای از چراغ‌های نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.
طراح به 5 چراغ نشانگر سبز-زرد روشن برای نشانگرهای برق، اینترنت، Wi-Fi و دو پورت اترنت نیاز دارد. آنها این LED را به دلیل روشنایی و رنگ آن انتخاب کرده‌اند.

• طراحی مدار:منبع تغذیه منطقی داخلی روتر 3.3 ولت است. با استفاده از حداکثر VF 2.4 ولت و جریان هدف 18 میلی‌آمپر (با در نظر گرفتن حاشیه اطمینان)، مقدار مقاومت (3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 اهم می‌باشد. مقاومت استاندارد 51 اهم انتخاب می‌شود. اتلاف توان هر مقاومت تقریباً (0.018^2)*51 ≈ 0.0165 وات است.
• چیدمان PCB:پدهای PCB دقیقاً مطابق با نقشه‌های ابعادی پکیج ایجاد شده‌اند. از پدهای حرارتی کوچک برای اتصال پدهای LED به لایه زمین بزرگتر استفاده شده تا به دفع گرما کمک کند، بدون آن‌که فرآیند لحیم‌کاری را دشوار سازد.
• مونتاژ:تکنسین‌های مونتاژ طبق دستورالعمل عمل می‌کنند: از محافظ‌های ESD استفاده می‌کنند، در صورت نیاز پیش از نصب، پایه‌ها را فرم می‌دهند و منحنی ریفلو با حداکثر دمای توصیه‌شده ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد را رعایت می‌کنند.
• نتیجه:LEDها نشانگرهای واضح و روشنی ارائه میدهند، هر پنج واحد از رنگ یکسانی برخوردارند و محصول به دلیل طراحی حرارتی و الکتریکی مناسب، تستهای قابلیت اطمینان را گذرانده است.

12. معرفی مختصر اصل کار

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس پیوند نیمهرسانای p-n کار میکند. ماده تراشه AlGaInP است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بالاتر از ولتاژ آستانه دیود (حدود 1.7-2.0 ولت) اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه پیوند تزریق میشوند. این حاملهای بار در ناحیه فعال نیمهرسانا بازترکیب میشوند. بخش قابل توجهی از این بازترکیبها تابشی است، به این معنی که انرژی خود را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. طول موج خاص 573-575 نانومتر (زرد-سبز) توسط انرژی شکاف نواری ترکیب آلیاژ AlGaInP مورد استفاده در لایه فعال تراشه تعیین میشود. پوشش اپوکسی پراکنده سبز برای محافظت از تراشه، به عنوان لنز اصلی برای شکلدهی پرتو خروجی نور و برای پراکنده کردن نور به منظور ایجاد ظاهری یکنواختتر استفاده میشود.

13. روندها و زمینه‌های فناوری

این مؤلفه نمایانگر فناوری اصلی بالغ مورد استفاده برای LEDهای نشانگر تک‌رنگ است. LEDهای مبتنی بر AlGaInP استاندارد انتشار کارآمد نور قرمز، کهربایی و سبز-زرد هستند. روندهای فعلی صنعت مرتبط با چنین دستگاه‌هایی شامل موارد زیر است:

• بهبود کارایی:تحقیقات مداوم با هدف بهبود بازده کوانتومی داخلی (IQE) و بازده استخراج نور (LEE) این مواد انجام میشود تا شدت نور بالاتری با همان جریان ورودی یا همان روشنایی با توان کمتر حاصل شود.
• کوچکسازی:اگرچه این یک بستهبندی استاندارد لامپ است، اما روند کلی به سمت بستهبندیهای دستگاههای نصب سطحی (SMD) کوچکتر (مانند 0402، 0201) برای تطبیق با طراحی PCB با چگالی بالا است، هرچند این معمولاً به بهای کاهش کل خروجی نور و توانایی اتلاف حرارت تمام میشود.
• افزایش قابلیت اطمینان:بهبود فرمول‌های رزین اپوکسی، مواد اتصال تراشه و فناوری‌های اتصال سیم، به طور مداوم طول عمر کاری و تحمل دمایی LED را افزایش می‌دهند.
• یکپارچه‌سازی هوشمند:یک روند کلان در حوزه روشنایی، ادغام مدارهای کنترلی (درایور، ارتباطات) مستقیماً در بسته‌بندی LED برای ایجاد اجزای «هوشمند» است. اگرچه این قطعه خاص یک LED گسسته و غیرهوشمند است، درک پارامترهای پایه‌ای آن، اساس کار با راه‌حل‌های یکپارچه‌تر است.

توضیح جامع اصطلاحات مشخصات LED

تفسیر کامل اصطلاحات فنی LED

1. شاخص‌های اصلی عملکرد نوری-الکتریکی

اصطلاحات	واحد/نمایش	توضیح ساده و قابل فهم	چرا اهمیت دارد
بازده نوری (Luminous Efficacy)	lm/W (لومن بر وات)	شار نوری تولید شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بالاتر باشد، صرفه‌جویی در انرژی بیشتر است.	به طور مستقیم سطح کارایی انرژی و هزینه برق چراغ را تعیین می‌کند.
شار نوری (Luminous Flux)	lm (لومن)	کل نور ساطع‌شده از منبع نور که معمولاً به آن "روشنایی" می‌گویند.	تعیین می‌کند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر.
زاویه دید (Viewing Angle)	° (درجه)، مانند 120°	زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد و پهنای پرتو نور را تعیین می‌کند.	بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ (CCT)	K (Kelvin)، مانند 2700K/6500K	گرمی یا سردی رنگ نور، مقادیر پایین متمایل به زرد/گرم، مقادیر بالا متمایل به سفید/سرد.	تعیین کننده جو روشنایی و صحنه کاربردی.
شاخص بازتاب رنگ (CRI / Ra)	بدون واحد، 0–100	توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اشیاء، Ra≥80 مطلوب است.	بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، برای مکان‌های با نیاز بالا مانند مراکز خرید و گالری‌های هنری استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ (SDCM)	مراحل بیضی مک آدام، مانند "5-step"	شاخص کمی برای یکنواختی رنگ، هرچه تعداد مراحل کمتر باشد، رنگ یکنواخت‌تر است.	اطمینان از عدم تفاوت رنگ در بین چراغ‌های یک دسته.
طول موج غالب (Dominant Wavelength)	nm (نانومتر)، مانند 620nm (قرمز)	مقادیر طول موج متناظر با رنگ‌های LED رنگی.	تعیین کننده فام (Hue) LEDهای تک‌رنگ مانند قرمز، زرد و سبز.
توزیع طیفی (Spectral Distribution)	منحنی طول موج در مقابل شدت	توزیع شدت نور ساطع‌شده از LED را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد.	بر کیفیت رنگ‌دهی و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

دوم: پارامترهای الکتریکی

اصطلاحات	نماد	توضیح ساده و قابل فهم	ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم (Forward Voltage)	Vf	حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشن‌شدن LED، مشابه "آستانه راه‌اندازی".	ولتاژ منبع تغذیه باید ≥ Vf باشد، در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع می‌شوند.
جریان مستقیم (Forward Current)	If	مقدار جریان برای روشنایی عادی LED.	معمولاً از درایو جریان ثابت استفاده می‌شود، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس (Pulse Current)	Ifp	جریان اوج قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلش.	عرض پالس و نسبت چرخه کار باید به دقت کنترل شود، در غیر این صورت آسیب ناشی از گرمای بیش از حد رخ می‌دهد.
ولتاژ معکوس (Reverse Voltage)	Vr	حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است شکست الکتریکی رخ دهد.	در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری شود.
مقاومت حرارتی (Thermal Resistance)	Rth (°C/W)	مقاومت انتقال حرارت از چیپ به نقطه لحیم‌کاری، هرچه مقدار آن کمتر باشد، دفع حرارت بهتر است.	مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی قوی‌تر سیستم خنک‌کننده است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش می‌یابد.
ESD Immunity	V (HBM)، مانند 1000V	مقاومت در برابر ضربه الکترواستاتیک، هرچه مقدار آن بالاتر باشد، آسیب‌پذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است.	در تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن به خوبی انجام شود، به ویژه برای LEDهای با حساسیت بالا.

سوم: مدیریت حرارت و قابلیت اطمینان

اصطلاحات	شاخص‌های کلیدی	توضیح ساده و قابل فهم	تأثیر
Junction Temperature	Tj (°C)	دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED.	به ازای هر کاهش 10 درجه سانتی‌گراد، عمر ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد بالا منجر به افت نور و انحراف رنگ می‌شود.
افت نور (Lumen Depreciation)	L70 / L80 (ساعت)	زمان لازم برای کاهش روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه.	تعریف مستقیم "عمر مفید" LED.
Lumen Maintenance	% (مانند 70%)	درصد روشنایی باقیمانده پس از مدت‌زمانی استفاده.	نشان‌دهنده توانایی حفظ روشنایی پس از استفاده طولانی‌مدت.
جابجایی رنگ (Color Shift)	Δu′v′ یا بیضی‌های مک‌آدام	میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده.	بر یکنواختی رنگ در صحنه‌ی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیرسازی حرارتی (Thermal Aging)	افت عملکرد مواد	تخریب مواد بسته‌بندی ناشی از قرارگیری طولانی‌مدت در دمای بالا.	ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

چهار: بسته‌بندی و مواد

اصطلاحات	انواع رایج	توضیح ساده و قابل فهم	ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی	EMC، PPA، سرامیک	مواد پوششی که از تراشه محافظت کرده و رابط‌های نوری و حرارتی را فراهم می‌کنند.	EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک دارای خنک‌کنندگی عالی و عمر طولانی است.
ساختار تراشه	نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip)	روش چیدمان الکترودهای تراشه.	Flip Chip دارای خنک‌کنندگی بهتر و بازده نوری بالاتر است و برای توان‌های بالا مناسب می‌باشد.
پوشش فسفر	YAG، سیلیکات، نیترید	روی تراشه نور آبی پوشانده شده، بخشی از آن به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم مخلوط می‌شوند تا نور سفید تولید شود.	فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر می‌گذارند.
لنز/طراحی نوری	صفحه، میکرولنز، بازتاب کلی	ساختار نوری سطح بسته‌بندی، کنترل توزیع نور.	تعیین‌کننده زاویه تابش و منحنی توزیع نور.

پنجم: کنترل کیفیت و درجه‌بندی

اصطلاحات	محتوای درجه‌بندی	توضیح ساده و قابل فهم	هدف
دسته‌بندی شار نوری	کدها مانند 2G، 2H	گروه‌بندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است.	اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول.
دسته‌بندی ولتاژ	کدها مانند 6W، 6X	گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم.	تسهیل تطبیق منبع تغذیه درایور و افزایش بازدهی سیستم.
درجه‌بندی بر اساس تفکیک رنگ.	بیضی MacAdam 5 مرحله‌ای	گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگ‌ها در محدوده‌ای بسیار کوچک.	تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ واحد.
دسته‌بندی دمای رنگ	2700K، 3000K و غیره	گروه‌بندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است.	پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در صحنه‌های مختلف.

ششم: آزمایش و گواهی‌نامه‌دهی

اصطلاحات	استاندارد/آزمایش	توضیح ساده و قابل فهم	معنا
LM-80	آزمایش حفظ لومن	روشنایی مداوم در شرایط دمایی ثابت و ثبت داده‌های کاهش روشنایی.	برای محاسبه عمر LED (همراه با TM-21).
TM-21	استاندارد برون‌یابی عمر	برآورد عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس داده‌های LM-80.	ارائه پیش‌بینی علمی عمر.
IESNA Standard	Illuminating Engineering Society Standard	شامل روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی.	مبنای آزمون پذیرفته‌شده در صنعت.
RoHS / REACH	گواهینامه زیست‌محیطی	اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول.	شرایط دسترسی به بازارهای بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC	گواهی بهره‌وری انرژی	گواهینامه بهره‌وری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی.	معمولاً در پروژه‌های خرید دولتی و یارانه‌ای استفاده می‌شود تا رقابت‌پذیری بازار را افزایش دهد.