فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 محدودههای مطلق مجاز
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 3.1 باینینگ شدت نور
- 3.2 باینینگ طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج و پیناوت
- 5.2 طرح پیشنهادی پد لحیم
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 نگهداری و جابجایی
- 6.3 تمیزکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (FAQs)
- 10.1 آیا میتوان هر دو رنگ الایدی را همزمان راهاندازی کرد؟
- 10.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
- 10.3 هنگام سفارش، چگونه کدهای باین را تفسیر کنم؟
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. معرفی اصل تکنولوژی
- 13. روندهای تکنولوژی
1. مرور کلی محصول
این سند جزئیات مشخصات فنی یک الایدی دو رنگ SMD با دید جانبی را شرح میدهد. این قطعه دو چیپ نیمههادی مجزا از جنس AlInGaP را در یک پکیج واحد ادغام کرده و امکان انتشار نور سبز و زرد را فراهم میکند. طراحی شده برای فرآیندهای مونتاژ خودکار، دارای لنز شفاف بوده و بر روی نوار و قرقره برای تولید انبوه عرضه میشود. کاربرد اصلی آن به عنوان نشانگر یا چراغ وضعیت در تجهیزات الکترونیکی است که فضای محدودی دارند و نیاز به پروفیل انتشار نور از پهلو وجود دارد.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
2.1 محدودههای مطلق مجاز
این قطعه نباید فراتر از این محدودیتها کار کند تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. محدودیتهای کلیدی شامل حداکثر جریان مستقیم 30 میلیآمپر برای هر چیپ، حداکثر جریان پیک 80 میلیآمپر (در شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10) و حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است. اتلاف توان کل برای هر چیپ به 72 میلیوات محدود شده است. محدوده دمای محیط عملیاتی از 30- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد مشخص شده است.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
پارامترهای کلیدی عملکرد در جریان تست استاندارد 20 میلیآمپر و دمای محیط 25 درجه سانتیگراد اندازهگیری شدهاند. برای چیپ سبز، شدت نور معمول 35.0 میلیکاندلا با حداقل 18.0 میلیکاندلا است. چیپ زرد معمولاً روشنتر با 75.0 میلیکاندلا و حداقل 28.0 میلیکاندلا است. هر دو چیپ زاویه دید بسیار گستردهای (2θ1/2) معادل 130 درجه دارند که دید گستردهای را فراهم میکند. ولتاژ مستقیم معمول (VF) برای هر دو رنگ 2.0 ولت با حداکثر 2.4 ولت است. طول موجهای غالب تقریباً 571 نانومتر برای سبز و 589 نانومتر برای زرد است که رنگ درکشده آنها را تعریف میکند.
3. توضیح سیستم باینینگ
الایدیها بر اساس شدت نور و طول موج غالب به دستههای مختلف (باین) طبقهبندی میشوند تا ثبات رنگ و روشنایی در تولید تضمین شود.
3.1 باینینگ شدت نور
الایدی سبز در دستههای شدت نور M، N، P و Q موجود است که محدودهای از 18.0 تا 112.0 میلیکاندلا را پوشش میدهد. الایدی زرد از دستههای N، P، Q و R استفاده میکند که محدوده 28.0 تا 180.0 میلیکاندلا را پوشش میدهد. در هر دسته، تلرانس ±15٪ اعمال میشود.
3.2 باینینگ طول موج غالب
فقط برای الایدی سبز، دستههای طول موج غالب C، D و E تعریف شدهاند که به ترتیب مربوط به محدودههای طول موج 567.5-570.5 نانومتر، 570.5-573.5 نانومتر و 573.5-576.5 نانومتر هستند، با تلرانس ±1 نانومتر در هر دسته. این کنترل دقیق امکان تطبیق با نقاط رنگ خاص در یک کاربرد را فراهم میکند.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (مانند منحنیهای مشخصه معمول در صفحه 6)، آنها به طور کلی رابطه بین جریان مستقیم (IF) و شدت نور (IV)، ولتاژ مستقیم (VF) و تأثیر دمای محیط بر خروجی نور را نشان میدهند. این منحنیها برای طراحان جهت درک رفتار الایدی در شرایط عملیاتی غیراستاندارد، مانند راهاندازی با جریانی غیر از 20 میلیآمپر یا در محیطهای با دمای بالا، حیاتی هستند.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج و پیناوت
این الایدی مطابق با طرح استاندارد صنعتی پکیج SMD است. تخصیص پین برای عملکرد صحیح حیاتی است: کاتد 2 (C2) به آند چیپ سبز متصل است (پیکربندی آند مشترک مدنظر است) و کاتد 1 (C1) به آند چیپ زرد متصل است. طراحی دید جانبی به این معنی است که انتشار نور اصلی عمود بر صفحه نصب است.
5.2 طرح پیشنهادی پد لحیم
یک طرح پد لحیم پیشنهادی ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیمکاری قابل اعتماد و تراز مکانیکی مناسب در طی فرآیند ریفلو انجام میشود. رعایت این ابعاد به جلوگیری از پدیده "سنگ قبری" و تشکیل اتصال لحیم خوب کمک میکند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
یک پروفیل ریفلو مادون قرمز (IR) دقیق برای فرآیندهای لحیمکاری بدون سرب (Pb-free) توصیه میشود. پارامترهای کلیدی شامل مرحله پیشگرم، افزایش دمای کنترلشده، حداکثر دمای بدنه که نباید از 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه تجاوز کند و مرحله خنکسازی کنترلشده است. این پروفیل برای جلوگیری از شوک حرارتی و آسیب به پکیج الایدی و اتصالات سیم داخلی ضروری است.
6.2 نگهداری و جابجایی
الایدیها به رطوبت حساس هستند. اگر بسته رطوبتگیر اصلی باز شود، قطعات باید در عرض یک هفته استفاده شوند یا در محیط خشک (≤30°C/60% RH) نگهداری شوند. برای نگهداری بیش از یک هفته، قبل از لحیمکاری نیاز به پخت در دمای حدود 60 درجه سانتیگراد به مدت 20 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "ترکیدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.
6.3 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، فقط باید از حلالهای مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل یا اتیل الکل استفاده شود. الایدی باید در دمای معمولی کمتر از یک دقیقه غوطهور شود. سایر مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
این قطعه بر روی نوار حامل 8 میلیمتری استاندارد و قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) عرضه میشود. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. مشخصات نوار و قرقره مطابق با استانداردهای ANSI/EIA 481 است که تضمین کننده سازگاری با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place میباشد. شماره قطعه LTST-S326KGJSKT به طور منحصر به فرد این نوع دو رنگ با دید جانبی و لنز شفاف را شناسایی میکند.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
این الایدی برای کاربردهایی با فضای محدود که نیاز به نشانگر وضعیت از کناره PCB دارند، ایدهآل است. مانند لوازم الکترونیکی مصرفی باریک (تلفنها، تبلتها)، نشانگرهای نصب شده روی پنل، نورپردازی داشبورد خودرو و رابطهای کنترل صنعتی. قابلیت دو رنگ امکان نمایش دو حالت مختلف (مثلاً روشن/سبز، آماده به کار/زرد) از یک مکان قطعه واحد را فراهم میکند.
8.2 ملاحظات طراحی
طراحان باید مقاومتهای محدودکننده جریان مناسب را به صورت سری با هر چیپ الایدی قرار دهند. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم است (برای حاشیه طراحی از حداکثر 2.4 ولت استفاده کنید) و IF جریان راهاندازی مورد نظر است (≤30 میلیآمپر DC). رعایت احتیاطهای تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در حین جابجایی اجباری است؛ ایستگاههای کاری و پرسنل باید به درستی زمین شده باشند.
9. مقایسه و تمایز فنی
مزایای کلیدی این قطعه، قابلیت دو رنگ آن در یک پکیج با دید جانبی و استفاده از تکنولوژی AlInGaP است. الایدیهای AlInGaP به طور کلی بازدهی بالاتر و پایداری دمایی بهتری برای رنگهای قرمز، نارنجی و زرد در مقایسه با تکنولوژیهای قدیمیتر ارائه میدهند. فاکتور فرم انتشار از پهلو، زمانی که جهت دید موازی با سطح PCB باشد، مزیت متمایزی نسبت به الایدیهای انتشار از بالا ارائه میدهد.
10. پرسشهای متداول (FAQs)
10.1 آیا میتوان هر دو رنگ الایدی را همزمان راهاندازی کرد؟
بله، اما باید محدودیتهای کل اتلاف توان و حرارتی رعایت شود. راهاندازی همزمان هر دو چیپ در حداکثر جریان مستقیم 30 میلیآمپر، به حد مجاز توان ترکیبی نزدیک میشود، بنابراین ممکن است در دمای محیط بالا نیاز به مدیریت حرارتی یا کاهش رتبه (دریتینگ) باشد.
10.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
طول موج پیک (λP) طول موجی است که در بالاترین نقطه منحنی خروجی طیفی الایدی قرار دارد. طول موج غالب (λd) از مختصات رنگ در نمودار رنگسنجی CIE مشتق شده و نشاندهنده طول موج تک نور تکفام خالصی است که توسط چشم انسان به عنوان همان رنگ درک میشود. طول موج غالب برای مشخصسازی رنگ مرتبطتر است.
10.3 هنگام سفارش، چگونه کدهای باین را تفسیر کنم؟
برای ظاهر یکنواخت در محصول خود، دسته شدت نور مورد نیاز (مثلاً P) و برای رنگ سبز، دسته طول موج غالب (مثلاً D) را مشخص کنید. این امر تضمین میکند که تمام الایدیهای مورد استفاده در خط تولید شما از نظر روشنایی و رنگ به طور نزدیکی مطابقت دارند.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
یک دستگاه پزشکی قابل حمل با محفظه کمحجم را در نظر بگیرید. یک الایدی وضعیت باید از طریق یک پنجره کوچک کناری قابل مشاهده باشد. استفاده از این الایدی دو رنگ با دید جانبی، فضای PCB را ذخیره میکند. نور سبز نشاندهنده عملکرد عادی (راهاندازی 20 میلیآمپر) و نور زرد نشاندهنده هشدار باتری ضعیف است (که با جریان پایینتر، مثلاً 15 میلیآمپر، برای تفکیک روشنایی راهاندازی میشود). طراحی از پینهای GPIO میکروکنترلر مجزا و مقاومتهای سری برای کنترل مستقل هر رنگ استفاده میکند. زاویه دید گسترده 130 درجهای حتی اگر زاویه دید کاربر کاملاً همراستا نباشد، دید را تضمین میکند.
12. معرفی اصل تکنولوژی
این الایدی از ماده نیمههادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) برای انتشار نور استفاده میکند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به اتصال p-n اعمال میشود، الکترونها و حفرهها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد میکنند. انرژی گاف نواری خاص آلیاژ AlInGaP طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعیین میکند - در این مورد، سبز و زرد. اثر دید جانبی با نصب چیپ الایدی به پهلو در داخل پکیج و با قرارگیری سطح نورده رو به دیواره کناری لنز اپوکسی محصورکننده حاصل میشود.
13. روندهای تکنولوژی
روند در الایدیهای نشانگر به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد توان الکتریکی)، بهبود ثبات رنگ از طریق باینینگ دقیقتر و افزایش یکپارچگی (مانند الایدیهای چند رنگ و آدرسپذیر در پکیجهای بسیار کوچک) ادامه دارد. همچنین تمرکز بر افزایش قابلیت اطمینان در شرایط دمایی بالاتر، مانند موارد موجود در کاربردهای خودرو در زیر کاپوت یا نزدیک پردازندههای پرقدرت وجود دارد. تلاش برای کوچکسازی ادامه دارد و اندازه پکیجها را کوچکتر میکند در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود مییابد.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |