دیتاشیت لامپ LED 484-10SYGT/S530-E2 - زرد سبز درخشان - 20mA - 12.5mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل یک لامپ LED زرد سبز با درخشندگی بالا را ارائه می‌دهد. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ AlGaInP طراحی شده و در رزین شفاف سبز رنگ کپسوله شده است تا عملکرد نوری برتری را برای انواع کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه ارائه دهد. مزایای اصلی آن شامل انتخاب زاویه دید، موجودی روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار و مطابقت با استانداردهای اصلی محیط زیستی و ایمنی از جمله RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن است.

1.1 بازار هدف و کاربردها

این LED برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی نور قابل اعتماد و یکنواخت هستند. حوزه‌های کاربردی معمول شامل نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در لوازم الکترونیکی مصرفی و دستگاه‌های محاسباتی است. کاربردهای خاص ذکر شده شامل تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات جانبی عمومی کامپیوتر می‌باشد.

2. حداکثر مقادیر مجاز مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه نباید فراتر رود تا اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب دائمی حاصل شود. تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات
• محدوده دمای عملیاتی (Topr):40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای انبارداری (Tstg):40- درجه تا 100+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه (موج یا ریفلو)

3. ویژگی‌های الکترواپتیکی

پارامترهای کلیدی عملکرد تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA) اندازه‌گیری می‌شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این پارامترها، خروجی نور، رنگ و رفتار الکتریکی LED را تعریف می‌کنند.

3.1 معیارهای نورانی و رنگی

• شدت نورانی (Iv):مقدار معمول 12.5 میلی‌کاندلا (mcd) است، با حداقل 6.3 mcd.
• زاویه دید (2θ1/2):زاویه نیم‌شدت معمولاً 80 درجه است که گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج پیک (λp):معمولاً 575 نانومتر (nm).
• طول موج غالب (λd):معمولاً 573 نانومتر، که رنگ درک شده است.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):معمولاً 15 نانومتر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی است.

3.2 پارامترهای الکتریکی

• ولتاژ مستقیم (VF):از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود.

توجه: عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم (±0.1V)، شدت نورانی (±10%) و طول موج غالب (±1.0nm) ارائه شده است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار مشخصه است که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. این نمودارها برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی ضروری هستند.

4.1 توزیع طیفی و فضایی

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجطیف تابش متمرکز حول 575 نانومتر را نشان می‌دهد. نمودار الگویجهت‌دهیبه صورت بصری زاویه دید 80 درجه را نمایش می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه شدت نور از محور مرکزی کاهش می‌یابد.

4.2 رابطه جریان-ولتاژ

نمودارجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)غیرخطی است، که برای دیودها معمول است. این نمودار افزایش ولتاژ با افزایش جریان را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است. منحنیشدت نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه زمانی که اثرات حرارتی قابل توجه می‌شوند.

4.3 وابستگی به دما

منحنیشدت نسبی در مقابل دمای محیطنشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد، عاملی حیاتی برای کاربردهای با دمای بالا. نمودارجریان مستقیم در مقابل دمای محیط(احتمالاً تحت ولتاژ یا توان ثابت) ممکن است نشان دهد که چگونه مشخصات دستگاه با دما تغییر می‌کند و بر شرایط درایو تأثیر می‌گذارد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

یک نقشه ابعادی دقیق ارائه شده است. نکات کلیدی شامل: 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 مشخص شده باشد. مهندسان باید برای طراحی جای پای PCB و بررسی فاصله‌ها به این نقشه مراجعه کنند.

5.2 شناسایی قطبیت

سر کاتد (منفی) معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لنز، یک پایه کوتاه‌تر یا علامت‌گذاری دیگر همانطور که در نمودار پکیج نشان داده شده است، مشخص می‌شود. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود.

6. اطلاعات دسته‌بندی و سفارش

محصول از یک سیستم درجه‌بندی برای پارامترهای کلیدی استفاده می‌کند تا اطمینان از یکنواختی درون یک دسته حاصل شود. برچسب روی بسته‌بندی این درجه‌ها را نشان می‌دهد.

• CAT:رده‌های شدت نورانی.
• HUE:رده‌های طول موج غالب (رنگ).
• REF:رده‌های ولتاژ مستقیم.

سایر فیلدهای برچسب شامل شماره تولید مشتری (CPN)، شماره قطعه (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و شماره دسته (LOT No) می‌شود.

7. مشخصات بسته‌بندی

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

• بسته‌بندی اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن داخلی حاوی 5 کیسه.
• بسته‌بندی سوم:کارتن بیرونی حاوی 10 کارتن داخلی.
• تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه. بنابراین، یک کارتن بیرونی حاوی بین 10,000 تا 50,000 قطعه است (10 کارتن داخلی * 5 کیسه * 200-1000 قطعه).

8. دستورالعمل‌های مونتاژ، لحیم‌کاری و جابجایی

8.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی.
• شکل‌دهی را قبل از لحیم‌کاری انجام دهید.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید. سوراخ‌های ناهمتراز PCB می‌توانند باعث تنش و کاهش عملکرد شوند.
• برش پایه‌ها در دمای اتاق انجام شود.

8.2 انبارداری

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

8.3 فرآیند لحیم‌کاری

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

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سلسیوس (برای هویه حداکثر 30 وات)، زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه.
لحیم‌کاری غوطه‌وری/موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سلسیوس (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه.

یک پروفیل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که بر پیش‌گرم، زمان کنترل شده بالاتر از نقطه ذوب و نرخ کنترل شده خنک‌سازی تأکید دارد. از فلاکس‌دهی موجی لامینار و خنک‌سازی سریع خودداری کنید. لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) باید فقط یک بار انجام شود. از اعمال تنش روی پایه‌ها در حالت داغ خودداری کنید و LED را تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه محافظت کنید.

8.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید مگر اینکه کاملاً ضروری و از قبل تأیید شده باشد، زیرا می‌تواند به LED آسیب برساند.

8.5 مدیریت حرارت

هیت‌سینک کافی باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود. جریان عملیاتی و دمای محیط مستقیماً بر دمای اتصال تأثیر می‌گذارند که به نوبه خود بر خروجی نورانی و قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر می‌گذارد. منحنی‌های کاهش رتبه ارائه شده برای تعیین شرایط عملیاتی ایمن ضروری هستند.

9. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 طراحی مدار

همیشه LED را با یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ درایو کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول (2.0V) و جریان مورد نظر (≤20mA برای عملیات عادی)، با در نظر گرفتن ولتاژ منبع تغذیه محاسبه کنید. به عنوان مثال: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. اطمینان حاصل کنید که توان مجاز مقاومت کافی است.

9.2 چیدمان PCB

دقیقاً از جای پای پکیج توصیه شده پیروی کنید. اگر قرار است LED در حداکثر مقادیر مجاز یا نزدیک به آن درایو شود، اطمینان از تخلیه حرارتی کافی حاصل کنید. مدارهای آنالوگ یا RF حساس را از خطوط درایو LED دور نگه دارید تا از تزریق نویز جلوگیری شود.

9.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 80 درجه برای روشنایی منطقه وسیع مناسب است. برای نور متمرکزتر، ممکن است به لنزهای خارجی یا راهنماهای نور نیاز باشد. رنگ رزین شفاف سبز بخشی از سیستم نوری است و نباید روی آن رنگ زده شود.

10. مقایسه فنی و تمایز

این LED زرد سبز مبتنی بر AlGaInP مزایای متمایزی ارائه می‌دهد. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، AlGaInP بازده و درخشندگی بالاتری را فراهم می‌کند. طول موج خاص (573 نانومتر غالب) در منطقه حساسیت بالای چشم انسان (پاسخ فوتوپیک) قرار دارد که باعث می‌شود در توان تابشی نسبتاً کم بسیار روشن به نظر برسد. مطابقت با استانداردهای بدون هالوژن و REACH آن را برای طراحی‌های با آگاهی محیط زیستی و بازارهایی با مقررات سختگیرانه مواد مناسب می‌سازد.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 25 میلی‌آمپر درایو کنم؟
پ: حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. برای عملیات بلندمدت قابل اعتماد، توصیه می‌شود زیر این حداکثر، معمولاً در 20 میلی‌آمپر همانطور که در شرایط آزمایش استاندارد مشخص شده است، کار کند.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (λp) طول موجی است که در آن طیف تابش بیشترین شدت را دارد. طول موج غالب (λd) طول موج تک رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

س: چگونه کدهای 'CAT'، 'HUE' و 'REF' روی برچسب را تفسیر کنم؟
پ: اینها کدهای دسته‌بندی هستند. 'CAT' LEDها را بر اساس شدت نورانی گروه‌بندی می‌کند (مثلاً، عدد CAT بالاتر ممکن است به معنای درخشندگی بالاتر باشد). 'HUE' بر اساس طول موج غالب (رنگ) گروه‌بندی می‌کند. 'REF' بر اساس ولتاژ مستقیم گروه‌بندی می‌کند. استفاده از قطعات از یک دسته یکسان، یکنواختی رنگ و درخشندگی را در کاربرد شما تضمین می‌کند.

س: چرا شرایط انبارداری اینقدر خاص است (3 ماه، سپس نیتروژن)؟
پ: پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول لحیم‌کاری با دمای بالا، این رطوبت می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی یا ترک خوردگی (اثر "پاپ کورن") شود. محدودیت 3 ماهه برای کیسه‌هایی است که در معرض هوای محیط قرار دارند. انبارداری با نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر از جذب رطوبت برای دوره‌های طولانی جلوگیری می‌کند.

12. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.
پنل نیازمند چندین نشانگر روشن و قابل اعتماد برای برق، فعالیت شبکه و خطاهای سیستم است. LED زرد سبز درخشان برای نشانگر "سیستم فعال" انتخاب شده است.

مراحل طراحی:
1. مدار درایو:منبع تغذیه منطقی داخلی روتر 3.3 ولت است. با استفاده از VF معمول 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر، یک مقاومت محدودکننده جریان سری محاسبه می‌شود: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 68 اهم انتخاب می‌شود که منجر به جریانی حدود 19.1 میلی‌آمپر می‌شود که ایمن است و درخشندگی کافی را فراهم می‌کند.
2. طراحی PCB:از جای پای نقشه ابعاد پکیج استفاده شده است. یک اتصال تخلیه حرارتی کوچک به پدهای آند و کاتد اضافه شده است تا به لحیم‌کاری کمک کند بدون ایجاد جرم حرارتی بزرگی که می‌تواند در طول خنک‌سازی به LED تنش وارد کند.
3. مونتاژ:LEDها از یک دسته تولیدی واحد (همان LOT No) گرفته می‌شوند و ترجیحاً از دسته‌های HUE و CAT یکسان برای اطمینان از یکنواختی رنگ و درخشندگی در تمام واحدهای روتر. آن‌ها با استفاده از تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place از نوار و قرقره قرار داده می‌شوند.
4. لحیم‌کاری:PCB تحت یک فرآیند لحیم‌کاری موجی کنترل شده قرار می‌گیرد که از دستورالعمل حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه پیروی می‌کند، با حفظ حداقل فاصله 3 میلی‌متر بین نقطه تماس موج لحیم و بدنه LED.
5. نتیجه:یک نشانگر وضعیت بسیار قابل مشاهده، یکنواخت و قابل اعتماد که تمامی الزامات عملکردی و مقرراتی را برآورده می‌کند.

13. اصل عملکرد

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. آن‌ها بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور تابش شده مطابقت دارد - در این مورد، در طیف زرد سبز (~573 نانومتر). پکیج رزین اپوکسی شفاف سبز به عنوان یک لنز عمل می‌کند، خروجی نور را شکل می‌دهد و محافظت مکانیکی و محیطی برای چیپ فراهم می‌کند.

14. روندهای فناوری

صنعت LED به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود یکنواختی رنگ و هزینه کمتر ادامه می‌دهد. در حالی که این دستگاه از یک فناوری AlGaInP اثبات شده برای رنگ‌های خاص استفاده می‌کند، روندهای گسترده‌تر شامل توسعه مواد بسته‌بندی مقاوم‌تر برای تحمل دمای اتصال بالاتر، یکپارچه‌سازی فسفرها برای طیف گسترده‌تر سفید و رنگ‌های دیگر از چیپ‌های آبی یا فرابنفش و کوچک‌سازی پکیج‌ها برای کاربردهای با چگالی بالا است. علاوه بر این، تلاش قوی‌ای برای افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر تحت شرایط عملیاتی متنوع وجود دارد که توسط آزمایش‌های عمر دقیق‌تر و مدل‌سازی پیش‌بینی در دیتاشیت‌ها پشتیبانی می‌شود.