دیتاشیت لامپ LED مدل 333-2SYGC/S530-E2 - زرد سبز درخشان - 20mA - 2.0V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل لامپ LED مدل 333-2SYGC/S530-E2 را ارائه می‌دهد. این قطعه یک دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند روشنایی بالا و عملکرد قابل اطمینان در ابعاد فشرده هستند. این LED نور زرد سبز درخشان ساطع می‌کند که از طریق یک تراشه نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) محصور شده در یک بسته‌بندی رزینی شفاف (Water Clear) حاصل می‌شود. این ترکیب، شدت نور و خلوص رنگ عالی ارائه می‌دهد.

این سری با ساختار مستحکم، مطابقت با استاندارد بدون سرب (Pb-free) و رعایت دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مشخص می‌شود که آن را برای تولید الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد. این قطعه بر روی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است و از تولید انبوه پشتیبانی می‌کند.

1.1 کاربردهای هدف

حوزه‌های کاربرد اصلی این لامپ LED شامل نور پس‌زمینه و نشانگر وضعیت در الکترونیک مصرفی و صنعتی است. موارد استفاده متداول عبارتند از:

• تلویزیون‌ها (TV)
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• کامپیوترهای رومیزی و لپ‌تاپ

طراحی آن برای هر دو عملکرد نشانگر و روشنایی ناحیه‌ای که نیاز به سیگنال زرد سبز متمایز است، مناسب می‌باشد.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

این بخش تحلیل دقیقی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط عملیات عادی نیستند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد بدون آنکه عملکرد یا طول عمر LED کاهش یابد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر. این رتبه برای عملیات پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز اعمال می‌شود. این امکان دوره‌های کوتاه جریان بالاتر را فراهم می‌کند که برای مالتی‌پلکس کردن یا دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مفید است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در جهت معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی می‌تواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما تلف کند. کارکرد بالاتر از این حد نیازمند مدیریت حرارتی دقیق است.
• دمای کارکرد و انبارش:دستگاه می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد انبار شود.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):پایه‌ها می‌توانند 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 5 ثانیه تحمل کنند که با پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری بی‌سرب رفلو سازگار است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول دستگاه هستند.

• شدت نور (Iv):400 میلی‌کندلا (حداقل)، 800 میلی‌کندلا (معمول). این مقدار نور مرئی ساطع شده در یک جهت معین را مشخص می‌کند. مقدار معمول بالا نشان‌دهنده خروجی روشنی است که برای بسیاری از کاربردهای نشانگر مناسب است.
• زاویه دید (2θ1/2):10 درجه (معمول). این زاویه دید باریک نشان‌دهنده یک پرتو نور بسیار جهت‌دار است که شدت نور را در یک مخروط کوچک متمرکز می‌کند. این برای کاربردهایی که نور باید دقیقاً هدایت شود ایده‌آل است.
• طول موج پیک و غالب (λp, λd):به ترتیب تقریباً 575 نانومتر و 573 نانومتر. این رنگ ساطع شده را به طور قطعی در ناحیه زرد سبز طیف مرئی قرار می‌دهد. مقادیر نزدیک طول موج پیک و غالب نشان‌دهنده اشباع رنگ خوب است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). این پهنای طیفی نور ساطع شده را در نصف حداکثر شدت آن (پهنای کامل در نصف بیشینه - FWHM) تعریف می‌کند. مقدار 20 نانومتر برای LEDهای تک‌رنگ معمول است.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر) در 20mA. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار است. برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است. دیتاشیت عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1V را برای این پارامتر ذکر کرده است.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. این جریان نشتی هنگامی است که LED در بایاس معکوس قرار دارد.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که نشان می‌دهد عملکرد LED چگونه با شرایط عملیاتی مختلف تغییر می‌کند. این نمودارها برای درک رفتار فراتر از مشخصات تک نقطه‌ای ضروری هستند.

3.1 شدت نسبی در برابر طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهد. در حدود 575 نانومتر (زرد سبز) به اوج می‌رسد و FWHM معمول آن 20 نانومتر است که ماهیت تک‌رنگ خروجی را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌دهی

این نمودار قطبی، زاویه دید 10 درجه را به صورت بصری نشان می‌دهد و چگونگی کاهش شدید شدت نور را با دور شدن زاویه مشاهده از محور مرکزی (0 درجه) نمایش می‌دهد.

3.3 جریان مستقیم در برابر ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار رابطه نمایی بین جریان (I) و ولتاژ (V) برای یک دیود نیمه‌هادی را به تصویر می‌کشد. برای طراحان، این نکته را برجسته می‌کند که یک تغییر کوچک در ولتاژ مستقیم می‌تواند منجر به تغییر بزرگی در جریان شود که اهمیت استفاده از درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان با محاسبه دقیق را تأکید می‌کند.

3.4 شدت نسبی در برابر جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت) با جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. همچنین دلالت بر این دارد که بازده (لومن بر وات) ممکن است در جریان‌های بسیار بالا کاهش یابد.

3.5 ویژگی‌های حرارتی

منحنی‌هایشدت نسبی در برابر دمای محیطوجریان مستقیم در برابر دمای محیطبرای مدیریت حرارتی حیاتی هستند. به طور معمول، خروجی نوری LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. علاوه بر این، برای یک ولتاژ محرک ثابت، جریان مستقیم به دلیل ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم دیود، با دما افزایش خواهد یافت. اگر به درستی مدیریت نشود، این می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود که اهمیت درایو جریان ثابت را حتی بیشتر می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی SMD استاندارد به سبک لامپ ارائه می‌شود. نقشه ابعادی تمام اندازه‌گیری‌های حیاتی از جمله طول بدنه، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و جزئیات فلنج را مشخص می‌کند. نکات کلیدی از نقشه 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.

این ابعاد برای طراحی جای پایه PCB حیاتی هستند و اطمینان از تناسب و لحیم‌کاری صحیح را می‌دهند.

4.2 شناسایی قطبیت

پایه کاتد (منفی) معمولاً با یک نقطه صاف روی لنز، یک شکاف در بسته‌بندی یا یک پایه کوتاه‌تر نشان داده می‌شود. نقشه ابعادی دیتاشیت باید به وضوح کاتد را علامت‌گذاری کند. قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ رعایت شود تا از آسیب جلوگیری شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ یکپارچگی و عملکرد LED ضروری است.

5.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها را شکل دهیدقبل از soldering.
• از اعمال تنش به بسته‌بندی در حین خم کردن خودداری کنید.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 انبارش

• در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی (RH) ≤70% انبار کنید.
• عمر قفسه پس از حمل و نقل در این شرایط 3 ماه است.
• برای انبارش طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌بسته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متری 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 برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی یا غوطه‌وری:

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

نکات کلی لحیم‌کاری:

• از اعمال تنش بر پایه‌ها در دمای بالا خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم‌کاری (غوطه‌وری/دستی) نکنید.
• LED را تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.
• از خنک‌کردن سریع از دمای پیک خودداری کنید.
• همیشه کمترین دمای ممکن که به یک اتصال لحیم قابل اطمینان منجر می‌شود را استفاده کنید.

5.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• در دمای اتاق با هوا خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنیدمگر در صورت ضرورت مطلق و تنها پس از آزمایش صلاحیت اولیه کامل، زیرا می‌تواند به ساختار داخلی آسیب برساند.

6. مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

تخلیه موثر گرما برای عملکرد و طول عمر LED بسیار مهم است.

• مدیریت گرما باید در مرحله طراحی اولیه کاربرد در نظر گرفته شود.
• جریان عملیاتی باید بر اساس دمای محیط به طور مناسب کاهش یابد، با مراجعه به هر منحنی کاهش رتبه ارائه شده در مشخصات.
• دمای اطراف LED در کاربرد نهایی باید کنترل شود. گرمای بیش از حد، خروجی نور را کاهش می‌دهد (افت لومن) و می‌تواند به طور قابل توجهی عمر عملیاتی دستگاه را کوتاه کند.

7. محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

مانند اکثر دستگاه‌های نیمه‌هادی، این LED به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. دیتاشیت بر اهمیت احتیاط‌های ESD تأکید می‌کند. رویه‌های استاندارد مدیریت ESD باید در تمام مراحل تولید، مونتاژ و جابجایی رعایت شود:

• از ایستگاه‌های کاری و مچ‌بندهای زمین‌شده استفاده کنید.
• قطعات را در بسته‌بندی ضد استاتیک (همانطور که در مشخصات بسته‌بندی ذکر شده) انبار و حمل کنید.
• از تماس با مواد عایقی که می‌توانند بار استاتیک ایجاد کنند خودداری کنید.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از رطوبت و تخلیه الکترواستاتیک محافظت شوند:

1. بسته‌بندی اولیه:حداقل 200 تا 500 قطعه در یک کیسه ضد الکترواستاتیک قرار می‌گیرند.
2. بسته‌بندی ثانویه:پنج کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند.
3. بسته‌بندی سوم:ده کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) بسته‌بندی می‌شوند.

8.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و شناسایی هستند:

• CPN:شماره قطعه مشتری
• P/N:شماره قطعه سازنده (مثلاً 333-2SYGC/S530-E2)
• QTY:تعداد قطعات در کیسه/کارتن
• CAT / Ranks:احتمالاً نشان‌دهنده دسته‌بندی عملکرد (مثلاً درجه شدت نور) است.
• HUE:مقدار طول موج غالب.
• REF:کد مرجع.
• LOT No:شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.

9. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 طراحی مدار

همیشه LED را با یک منبع جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول (2.0V) و جریان عملیاتی مورد نظر (مثلاً 20mA) و با در نظر گرفتن ولتاژ منبع تغذیه محاسبه کنید: R = (V_supply - Vf_LED) / I_LED. مقاومتی با توان کافی انتخاب کنید.

9.2 چیدمان PCB

جای پایه PCB را دقیقاً مطابق با ابعاد بسته‌بندی طراحی کنید. در صورت کار در جریان‌های بالا یا دمای محیط بالا، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس یا وایاهای حرارتی در اطراف پدهای کاتد/آند LED وجود دارد تا به تخلیه گرما کمک کند.

9.3 طراحی نوری

زاویه دید باریک 10 درجه، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکز دارند یا جایی که نور نباید به مناطق مجاور نشت کند، مناسب می‌سازد. برای روشنایی گسترده‌تر، اپتیک ثانویه (مانند لنزها یا پخش‌کننده‌ها) مورد نیاز خواهد بود.

10. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که یک مقایسه مستقیم نیاز به داده‌های خاص رقبا دارد، ویژگی‌های کلیدی متمایزکننده این LED بر اساس دیتاشیت آن عبارتند از:

• روشنایی بالا:شدت نور معمول 800 میلی‌کندلا برای یک بسته‌بندی لامپ استاندارد قابل توجه است.
• زاویه دید باریک:پرتو 10 درجه بسیار جهت‌دار است که بسته به کاربرد می‌تواند یک مزیت یا محدودیت باشد.
• فناوری تراشه AlGaInP:این سیستم ماده به دلیل بازده بالا در نواحی طیفی زرد، نارنجی و قرمز شناخته شده است و عملکرد خوبی برای زرد سبز ارائه می‌دهد.
• بسته‌بندی مستحکم و دستورالعمل‌ها:دستورالعمل‌های دقیق جابجایی و لحیم‌کاری از تولید قابل اطمینان پشتیبانی می‌کنند.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را در حداکثر جریان پیوسته 25mA راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 1: بله، اما باید اطمینان حاصل کنید که مدیریت حرارتی عالی وجود دارد. طول عمر و پایداری خروجی نور LED اگر در جریان پایین‌تری مانند شرایط آزمایش 20mA کار کند، بهتر خواهد بود. در صورت موجود بودن، همیشه به هر منحنی طول عمر یا کاهش رتبه مراجعه کنید.

سوال 2: چرا زاویه دید اینقدر باریک است (10 درجه)؟

پاسخ 2: زاویه باریک نتیجه طراحی لنز بسته‌بندی و قرارگیری تراشه است. نور را در یک پرتو متراکم متمرکز می‌کند و شدت رو به جلو (کندلا) را به حداکثر می‌رساند. این برای نشانگرهای پنلی که کاربر LED را از روبرو مشاهده می‌کند ایده‌آل است.

سوال 3: "رزین Water Clear" به چه معناست؟

پاسخ 3: به این معنی است که اپوکسی محصورکننده شفاف و بی‌رنگ است. این اجازه می‌دهد رنگ واقعی تراشه AlGaInP (زرد سبز) بدون هیچ رنگ‌آمیزی یا پخش نوری از خود بسته‌بندی ساطع شود.

سوال 4: فاصله 3 میلی‌متری برای خم کردن و لحیم‌کاری پایه چقدر حیاتی است؟

پاسخ 4: بسیار حیاتی. خم کردن یا لحیم‌کاری نزدیک‌تر به حباب اپوکسی، تنش مکانیکی و حرارتی را مستقیماً به دی نیمه‌هادی حساس و اتصالات سیمی داخل منتقل می‌کند که به طور بالقوه می‌تواند باعث خرابی فوری یا مشکلات قابلیت اطمینان نهفته شود.

12. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.

LED باید از جلوی دستگاه به وضوح قابل مشاهده باشد. یک ریل تغذیه 5 ولت در دسترس است.

1. انتخاب:مدل 333-2SYGC/S530-E2 به دلیل روشنایی بالا و رنگ متمایز آن انتخاب شده است.
2. محاسبه مدار:جریان هدف = 20mA. با استفاده از Vf معمول = 2.0V. مقاومت R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 150Ω است. تلفات توان در مقاومت: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W. یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.
3. طراحی PCB:جای پایه دقیقاً مطابق نقشه ابعادی ایجاد شده است. LED پشت یک روزنه کوچک روی پنل جلویی روتر قرار می‌گیرد. زاویه دید باریک 10 درجه اطمینان می‌دهد که نور مستقیماً از طریق روزنه با حداقل تلفات هدایت می‌شود.
4. مونتاژ:قطعات با استفاده از نوار و قرقره قرار داده می‌شوند. PCB تحت فرآیند لحیم‌کاری رفلو قرار می‌گیرد و از پروفیل 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه پیروی می‌کند.

13. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوندگاه p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. ناحیه فعال از AlGaInP تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، زرد سبز (~573-575 نانومتر). رزین اپوکسی شفاف (Water Clear) تراشه را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد (اثر لنز) و استخراج نور از ماده نیمه‌هادی را بهبود می‌بخشد.

14. روندها و زمینه فناوری

LEDهای مبتنی بر AlGaInP نمایانگر یک فناوری بالغ و بسیار کارآمد برای محدوده رنگ کهربایی تا قرمز، از جمله زرد سبز هستند. روندهای کلیدی در صنعت گسترده‌تر LED که زمینه را برای چنین قطعاتی فراهم می‌کنند عبارتند از:

• افزایش بازده:تحقیقات مداوم مواد و بسته‌بندی همچنان به افزایش بازده نوری (لومن بر وات) ادامه می‌دهد.
• مینیاتوری‌سازی:در حالی که این یک بسته‌بندی استاندارد است، روند صنعت به سمت بسته‌بندی‌های مقیاس تراشه (CSP) هرچه کوچک‌تر برای کاربردهای با چگالی بالا است.
• ادغام هوشمند:در آینده ممکن است LEDهای بیشتری با درایورها، کنترلرها یا سنسورها در ماژول‌های واحد ادغام شوند.
• تمرکز بر قابلیت اطمینان:با استفاده از LEDها در کاربردهای حیاتی‌تر (خودرو، صنعتی)، دیتاشیت‌ها و استانداردها تأکید بیشتری بر داده‌های قابلیت اطمینان بلندمدت (آزمایش LM-80، پیش‌بینی طول عمر) قرار می‌دهند.

این LED خاص، با مشخصات تعریف شده واضح و دستورالعمل‌های ساختاری مستحکم، یک راه‌حل قابل اطمینان برای نقش‌های سنتی نشانگر و نور پس‌زمینه است که در آن عملکرد اثبات شده و مقرون به صرفه بودن از ملاحظات کلیدی هستند.