دیتاشیت لامپ LED 494-10SYGT/S530-E2 - زرد سبز درخشان - 20 میلی‌کاندلا - 2.0 ولت - 60 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک لامپ LED زرد سبز درخشان با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ AlGaInP طراحی شده، در رزین شفاف سبز رنگ کپسوله شده و برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی قابل اعتماد و قوی با خروجی رنگی متمایز دارند، در نظر گرفته شده است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای طراحی‌های الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد. این محصول در زوایای دید مختلف و گزینه‌های بسته‌بندی مانند نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار موجود است. محصول مطابق با مقررات زیست‌محیطی است: بدون سرب، مطابق با RoHS، مطابق با REACH اتحادیه اروپا و بدون هالوژن (با برم <900 ppm، کلر <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm). کاربردهای اصلی آن شامل نور پس‌زمینه و عملکرد نشانگر در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات محاسباتی عمومی است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

این بخش محدودیت‌های عملیاتی حیاتی و ویژگی‌های عملکرد LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C) به تفصیل شرح می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. جریان مستقیم پیوسته (I_F) نباید از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک (I_FP) 60 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت است. دستگاه می‌تواند تا 60 میلی‌وات توان تلف کند. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد می‌باشد. تحمل دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر مدت 5 ثانیه است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها عملکرد معمول را هنگام کار در شرایط توصیه شده تعریف می‌کنند. در جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر، شدت نور (I_v) معمولاً 20 میلی‌کاندلا است، با حداقل 10 میلی‌کاندلا. زاویه دید (2θ_1/2) معمولاً 100 درجه است. طول موج پیک (λ_p) معمولاً 575 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) معمولاً 573 نانومتر است که رنگ زرد سبز درخشان آن را تعریف می‌کند. پهنای باند طیفی (Δλ) معمولاً 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (V_F) معمولاً 2.0 ولت اندازه‌گیری می‌شود، که در 20 میلی‌آمپر از 1.7 ولت تا 2.4 ولت متغیر است. جریان معکوس (I_R) در 5 ولت حداکثر 10 میکروآمپر است. عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم (±0.1V)، شدت نور (±10%) و طول موج غالب (±1.0nm) ذکر شده است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

اگرچه به صورت جدول جداگانه ارائه نشده است، مدیریت حرارتی بسیار مهم است. رتبه‌بندی اتلاف توان 60 میلی‌وات و محدوده دمای عملیاتی مستقیماً به عملکرد حرارتی دستگاه مرتبط است. هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیط بالا، برای اطمینان از طول عمر و حفظ عملکرد نوری، هیت‌سینک مناسب یا کاهش جریان ضروری است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمایش گرافیکی از رفتار LED تحت شرایط مختلف است.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که انتشار نور را حول پیک 575 نانومتر با پهنای باند مشخص شده نشان می‌دهد و نقطه رنگ زرد-سبز را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌دهی

این نمودار قطبی توزیع فضایی نور را که مربوط به زاویه دید 100 درجه است، به صورت بصری نشان می‌دهد و نحوه کاهش شدت از محور مرکزی را نمایش می‌دهد.

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

این منحنی اساسی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار صحیح محدودکننده جریان ضروری است. V_Fمعمول 2.0V در 20mA یک پارامتر طراحی کلیدی است.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد. معمولاً در جریان‌های بالاتر به دلیل افت راندمان و اثرات حرارتی، زیرخطی است که تصمیم‌گیری در مورد جریان درایو بهینه برای روشنایی مورد نظر را آگاه می‌سازد.

3.5 شدت نسبی در مقابل دمای محیط

این منحنی ضریب دمایی منفی خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دمای محیط، شدت نور به طور کلی کاهش می‌یابد که برای کاربردهایی با تغییرات دمایی گسترده حیاتی است.

3.6 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

این نمودار که اغلب مربوط به کاهش رتبه (دری‌ریتینگ) است، ممکن است نشان دهد که چگونه حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیط باید کاهش یابد تا در محدوده اتلاف توان باقی بماند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

دیتاشیت شامل یک نقشه مکانیکی دقیق از پکیج LED است. ابعاد کلیدی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی قطعه، فاصله پایه‌ها و اندازه و موقعیت لنز اپوکسی است. توضیحات مشخص می‌کنند که تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد و تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این اطلاعات برای طراحی جای پایه PCB و اطمینان از نصب صحیح در مجموعه حیاتی است.

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لنز، یک پایه کوتاه‌تر یا یک علامت خاص روی بدنه پکیج همانطور که در نمودار ابعاد نشان داده شده است، شناسایی می‌شود. قطبیت صحیح باید در حین نصب رعایت شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب و اطمینان از قابلیت اطمینان ضروری است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

در صورت نیاز، پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم شوند. فرم‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری در دمای اتاق انجام شود تا از اعمال تنش به پکیج یا پایه‌ها که می‌تواند باعث شکستگی یا کاهش عملکرد شود، جلوگیری گردد. سوراخ‌های PCB باید دقیقاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 نگهداری

LEDها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 70% یا کمتر نگهداری شوند. عمر نگهداری توصیه شده پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر تا یک سال، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت خودداری کنید.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر باید بین اتصال لحیم و حباب اپوکسی حفظ شود. شرایط توصیه شده عبارتند از:
لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 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.
یک نمودار پروفایل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که معمولاً فازهای افزایش دما، پیش‌گرم، ریفلو و خنک‌سازی را نشان می‌دهد. لحیم‌کاری غوطه‌وری یا دستی نباید بیش از یک بار انجام شود. از اعمال تنش بر پایه‌ها در دمای بالا خودداری کنید. پس از لحیم‌کاری، LED را تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید. از فرآیندهای خنک‌سازی سریع استفاده نکنید.

5.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق برای حداکثر یک دقیقه استفاده کنید، سپس با هوا خشک کنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا می‌تواند به LED آسیب برساند. در صورت ضرورت مطلق، پیش‌تایید صلاحیت برای تعیین سطوح توان و مدت زمان ایمن لازم است.

5.5 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود. جریان عملیاتی باید بر اساس دمای محیط به طور مناسب کاهش یابد (دری‌ریت شود) و با مراجعه به منحنی دری‌ریتینگ (که در نمودارهای عملکردی ضمنی است) از تجاوز از حداکثر دمای اتصال جلوگیری کرده و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین کند.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری کنند. آن‌ها در کیسه‌های ضد استاتیک قرار داده می‌شوند. این کیسه‌ها سپس در کارتن‌های داخلی بسته‌بندی می‌شوند که متعاقباً در کارتن‌های خارجی برای حمل و نقل قرار می‌گیرند.

6.2 تعداد بسته‌بندی و توضیح برچسب

تعداد استاندارد بسته‌بندی 200-1000 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک، 4 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی است. برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل کدهای زیر است: شماره تولید مشتری (CPN)، شماره قطعه (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه‌ها (CAT، احتمالاً برای دسته‌بندی شدت نور یا طول موج)، طول موج غالب (HUE)، ولتاژ مستقیم (REF) و شماره سری ساخت (LOT No).

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه نمایشگرهای کوچک و روشنایی پنل در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها و کامپیوترها که نیاز به سیگنال زرد-سبز متمایز دارند، ایده‌آل است.

7.2 ملاحظات طراحی

طراحی مدار:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (V_CC)، ولتاژ مستقیم معمول (V_F~2.0V) و جریان مستقیم مورد نظر (I_F، که نباید از 25mA پیوسته تجاوز کند) محاسبه کنید. فرمول: R = (V_CC- V_F) / I_F.
چیدمان PCB:از جای پایه توصیه شده از ابعاد پکیج پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که علامت قطبیت روی PCB با کاتد LED مطابقت دارد.
طراحی حرارتی:برای کار پیوسته در حداکثر جریان یا نزدیک به آن، توانایی PCB برای عمل به عنوان هیت‌سینک را در نظر بگیرید. استفاده از مسیرهای مسی پهن‌تر متصل به پدهای LED می‌تواند به دفع حرارت کمک کند.
طراحی نوری:زاویه دید 100 درجه یک پرتو گسترده ارائه می‌دهد. برای نور متمرکزتر، ممکن است به لنزها یا بازتابنده‌های خارجی نیاز باشد.

8. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه مقایسه مستقیم با سایر شماره‌های قطعات در این دیتاشیت واحد ارائه نشده است، عوامل تمایز کلیدی این LED را می‌توان استنباط کرد:
فناوری چیپ:استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP برای LEDهای زرد و کهربایی با راندمان بالا استاندارد است و روشنایی و خلوص رنگ خوبی ارائه می‌دهد.
انطباق زیست‌محیطی:انطباق کامل با استانداردهای RoHS، REACH و بدون هالوژن، آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.
پکیج:پکیج لامپ استاندارد، سهولت در مدیریت و لحیم‌کاری را برای کاربردهای نفوذی (ترو-هول) ارائه می‌دهد، اگرچه سند همچنین به موجود بودن روی نوار و قرقره اشاره می‌کند که نشان‌دهنده انواع SMD یا سازگاری با مونتاژ خودکار است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: برای منبع تغذیه 5 ولت به چه مقاومتی نیاز دارم؟
پاسخ 1: با هدف جریان درایو ایمن 20mA و V_Fمعمول 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد استفاده کنید (مثلاً 150Ω یا 160Ω) و رتبه توان مقاومت را بررسی کنید (P = I²R = 0.06W، بنابراین یک مقاومت 1/8W یا 1/4W مناسب است).

سوال 2: آیا می‌توانم این LED را با 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 2: بله. با استفاده از همان محاسبه: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω. یک مقاومت استاندارد 68Ω منجر به جریان کمی کمتر (~19.1mA) می‌شود که قابل قبول است.

سوال 3: 20 میلی‌کاندلا چقدر روشن است؟
پاسخ 3: 20 میلی‌کاندلا یک روشنایی متوسط است که برای کاربردهای نشانگر داخلی که از فاصله کوتاه دیده می‌شود، مناسب است. این روشنایی در شرایط نور معمولی اتاق به وضوح قابل مشاهده است.

سوال 4: عبارت "زرد سبز درخشان" به چه معناست؟
پاسخ 4: این یک نام توصیفی برای رنگ است که توسط طول موج غالب آن در حدود 573 نانومتر تعریف می‌شود. این رنگ در طیف بین سبز خالص (~525 نانومتر) و زرد خالص (~590 نانومتر) قرار دارد.

سوال 5: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟
پاسخ 5: برای کار پیوسته در حداکثر جریان مطلق 25mA در دمای محیط بالا، ملاحظات حرارتی مهم است. برای استفاده معمول در 20mA در دمای اتاق، مسیرهای PCB معمولاً کافی هستند. برای کار در دمای بالا به منحنی‌های دری‌ریتینگ مراجعه کنید.

10. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک نشانگر روشن بودن برای یک کامپیوتر رومیزی.
پیاده‌سازی:LED روی پنل جلویی قرار می‌گیرد. این LED به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان 180Ω به ریل برق استندبای 5V مادربرد متصل می‌شود. هنگامی که کامپیوتر به برق وصل است (حتی اگر خاموش باشد)، ریل 5VSB فعال است و LED را با تقریباً 16.7mA ((5V-2.0V)/180Ω) روشن می‌کند و نشانه "استندبای" واضحی ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده، قابلیت مشاهده از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. مصرف توان کم (~50mW برای LED+مقاومت) ناچیز است. انطباق بدون هالوژن و RoHS با استانداردهای زیست‌محیطی مورد نیاز برای تولید کامپیوتر مطابقت دارد.

11. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک دیود نیمه‌هادی عمل می‌کند. ناحیه فعال از یک نیمه‌هادی مرکب AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) 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 شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند - در این مورد، حدود 573-575 نانومتر برای زرد-سبز. پکیج رزین اپوکسی برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی عمل می‌کند، به عنوان یک لنز برای شکل‌دهی به پرتو خروجی نور (زاویه دید 100 درجه) عمل می‌کند و راندمان استخراج نور را افزایش می‌دهد.

12. روندهای فناوری (دیدگاه عینی)

صنعت LED همچنان در حال تکامل است. در حالی که این یک پکیج لامپ نفوذی استاندارد است، روندهای گسترده‌تری که بر چنین قطعاتی تأثیر می‌گذارند عبارتند از:
افزایش راندمان:تحقیقات مداوم علم مواد با هدف بهبود راندمان کوانتومی داخلی (IQE) و راندمان استخراج نور (LEE) LEDهای AlGaInP است که به طور بالقوه منجر به روشنایی بیشتر در جریان یکسان یا روشنایی یکسان در توان کمتر می‌شود.
مینیاتوری‌سازی:یک تغییر کلی بازار به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند 0603، 0402) برای نشانگرها به دلیل جای پایه کوچک‌تر و سازگاری با مونتاژ خودکار Pick-and-Place وجود دارد، اگرچه پکیج‌های نفوذی همچنان برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای مقاوم مرتبط هستند.
ثبات رنگ:پیشرفت‌ها در فرآیندهای رشد اپیتاکسیال و دسته‌بندی (بینینگ)، کنترل دقیق‌تری بر طول موج غالب و شدت نور را ممکن می‌سازد و رنگ و روشنایی یکنواخت‌تری از قطعه به قطعه در یک دسته تولیدی ارائه می‌دهد.
قابلیت اطمینان و طول عمر:بهبودها در مواد بسته‌بندی (اپوکسی، سیلیکون) و تکنیک‌های اتصال دی (Die-Attach) همچنان قابلیت اطمینان بلندمدت و حفظ لومن LEDها را به ویژه تحت شرایط عملیاتی دمای بالا افزایش می‌دهند.