فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 Electrical & Optical Characteristics
- 3. توضیح سیستم Binning
- 3.1 Binning شدت نور
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. Mechanical & Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Pin Assignment & Polarity
- 5.3 Recommended Solder Pad Design
- 6. Soldering & Assembly Guidelines
- 6.1 پروفیل لحیمکاری بازجریانی IR
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 تمیز کردن
- 6.4 شرایط نگهداری
- 7. Packaging & Ordering Information
- 7.1 مشخصات نوار و قرقره
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- 9. Technical Comparison & Differentiation
- 10. پرسشهای متداول (FAQs)
- 10.1 آیا میتوانم هر دو LED آبی و سبز را همزمان در حداکثر جریان DC آنها راهاندازی کنم؟
- 10.2 چرا ولتاژهای پیشروی تا این حد متفاوت هستند؟
- 10.3 هنگام سفارش، چگونه کد باین (bin code) را تفسیر کنم؟
- 10.4 آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
این سند مشخصات یک LED از نوع دستگاه نصب سطحی (SMD) دو رنگ را به تفصیل شرح میدهد. این قطعه دو تراشه LED مجزا را در یک بستهبندی فوقنازک واحد ادغام میکند و امکان انتشار نور آبی و سبز را از یک جایگاه واحد فراهم مینماید. این محصول برای فرآیندهای مونتاژ الکترونیکی مدرن طراحی شده و با تجهیزات قرارگیری خودکار و پروفیلهای لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز (IR) مناسب برای فرآیندهای بدون سرب سازگاری دارد. محصول مطابق با استانداردهای زیستمحیطی به عنوان یک محصول سبز منطبق با ROHS است.
1.1 مزایای اصلی
- طراحی صرفهجویانه در فضا: پروفیل فوقنازک 0.55 میلیمتری امکان ادغام در دستگاههای الکترونیکی فشرده و کمحجم را فراهم میکند.
- عملکرد دو رنگ: منابع نوری آبی (InGaN) و سبز (AlInGaP) را ترکیب میکند و انعطافپذیری طراحی را برای نشانگرهای وضعیت، نور پسزمینه و نورپردازی تزئینی ارائه میدهد.
- خروجی با روشنایی بالا: از مواد نیمههادی پیشرفته InGaN و AlInGaP برای ارائه شدت نوری بالا استفاده میکند.
- مناسب برای تولید: بستهبندی شده در نوار 8 میلیمتری روی قرقرههای 7 اینچی، مطابق با استانداردهای EIA، که آن را برای خطوط مونتاژ PCB خودکار و با حجم بالا ایدهآل میسازد.
- سازگاری فرآیند: شرایط استاندارد لحیمکاری بازجریانی IR را تحمل میکند و قابلیت اطمینان را در گردش کار استاندارد تولید SMT تضمین مینماید.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
بخش زیر تجزیهوتحلیل دقیقی از مشخصات الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه ارائه میدهد. تمام پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شدهاند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این رتبهبندیها محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا پایینتر از آن تضمینشده نیست.
| Parameter | Blue Chip | Green Chip | Unit | Condition |
|---|---|---|---|---|
| Power Dissipation | 76 | 75 | mW | - |
| جریان مستقیم اوج | 100 | 80 | mA | 1/10 Duty Cycle, 0.1ms Pulse |
| جریان مستقیم رو به جلو | 20 | 30 | mA | پیوسته |
| دمای کارکرد | -20°C تا +80°C | - | - | |
| دمای نگهداری | -30°C تا +100°C | - | - | |
| IR Soldering Condition | 260°C برای 10 ثانیه | - | دمای اوج | |
تفسیر: تراشه سبز میتواند جریان DC پیوسته بالاتری را تحمل کند (30mA در مقابل 20mA)، در حالی که تراشه آبی دارای جریان پالسی مجاز بالاتری است. پروفایل لحیمکاری مجدد IR مشخصشده برای اطمینان از یکپارچگی اتصال لحیم بدون آسیب رساندن به بسته LED حیاتی است.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
اینها پارامترهای عملکردی متداولی هستند که عملکرد دستگاه را تحت شرایط آزمایش استاندارد (IF = 5 mA) تعریف میکنند.
| Parameter | Symbol | Blue Chip (Min/Typ/Max) | Green Chip (Min/Typ/Max) | Unit | شرایط آزمایش |
|---|---|---|---|---|---|
| شدت نورانی | Iv | 7.10 / - / 45.0 | 7.10 / - / 45.0 | mcd | IF = 5 mA |
| زاویه دید | 2θ1/2 | 130 (Typical) | deg | - | |
| طول موج اوج | λP | 468 (معمول) | 574 (معمولی) | nm | - |
| طول موج غالب | λd | - / 470 / - | - / 571 / - | nm | IF = 5 mA |
| عرض نیمه طیفی | Δλ | 25 (معمولی) | 15 (نرمال) | nm | - |
| Forward Voltage | VF | - / 2.70 / 3.20 | - / 1.75 / 2.35 | V | IF = 5 mA |
| Reverse Current | IR | 10 (حداکثر) | 10 (حداکثر) | μA | VR = 5V |
تحلیل کلیدی:
- Brightness & Binning: شدت نور دارای محدوده گستردهای (از 7.1 تا 45 میلیکندلا) است که از طریق یک سیستم دستهبندی (که در بخش 3 به تفصیل شرح داده شده) مدیریت میشود. طراحان باید این تغییرات را در طراحی نوری خود در نظر بگیرند.
- اختلاف ولتاژ: ولتاژ مستقیم (VF) بین تراشههای آبی (~2.7 ولت) و سبز (~1.75 ولت) تفاوت قابل توجهی دارد. این یک ملاحظه حیاتی برای طراحی مدار است، به ویژه هنگامی که هر دو رنگ از یک منبع جریان مشترک یا ریل ولتاژ تغذیه میشوند. معمولاً برای هر کانال رنگی به مقاومتهای محدودکننده جریان جداگانه نیاز است.
- زاویه دید: زاویه دید گسترده ۱۳۰ درجهای، این LED را برای کاربردهایی که نیازمند دید وسیع هستند مناسب میسازد.
- حساسیت ESD: یادداشت احتیاط ESD نشان میدهد دستگاه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. رعایت روشهای صحیح کنترل ESD (مانند استفاده از مچبند و تجهیزات زمینشده) در طول مونتاژ و جابجایی الزامی است.
- عملکرد غیر یکسوساز: یادداشت تست جریان معکوس صراحتاً بیان میکند که دستگاه برای کار در جهت معکوس طراحی نشده است. اعمال بایاس معکوس فراتر از شرایط تست میتواند منجر به خرابی فوری شود.
3. توضیح سیستم Binning
برای اطمینان از یکنواختی درخشندگی، LEDها بر اساس شدت نور اندازهگیری شده در 5 میلیآمپر در دستههای (بین) مختلف دستهبندی میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد تا درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند.
3.1 Binning شدت نور
ساختار باینینگ برای هر دو تراشه آبی و سبز یکسان است.
| Bin Code | Minimum Intensity (mcd) | حداکثر شدت (mcd) |
|---|---|---|
| K | 7.10 | 11.2 |
| L | 11.2 | 18.0 |
| M | 18.0 | 28.0 |
| N | 28.0 | 45.0 |
تلرانس: هر دستهی شدت نور، تحمل +/-15% دارد. به عنوان مثال، یک LED از دستهی "M" میتواند در جریان تست، شدت نور واقعی بین 15.3 mcd تا 32.2 mcd داشته باشد.
پیامد طراحی: هنگامی که تطبیق دقیق روشنایی مورد نیاز است (مانند آرایههای چند LED یا ترکیب رنگ)، ممکن است لازم باشد کد دستهی محدودتر مشخص شود یا کالیبراسیون در مدار درایور اعمال گردد.
4. تحلیل منحنی عملکرد
در حالی که دادههای گرافیکی خاص در برگه اطلاعات (صفحات 6-7) ارجاع داده شدهاند، روندهای عملکرد معمول را میتوان از پارامترها استنباط کرد:
- منحنی I-V (جریان-ولتاژ): ولتاژ مستقیم (VF) با افزایش جریان مستقیم (I) افزایش خواهد یافت.F). این رابطه غیرخطی و مشخصه یک دیود است. مقادیر متفاوت VF برای تراشههای آبی و سبز به این معنی است که منحنیهای I-V آنها نسبت به یکدیگر جابجا خواهند بود.
- شدت نور در مقابل جریان: خروجی نور (Iv) عموماً با افزایش جریان مستقیم افزایش مییابد اما در نهایت به اشباع میرسد. کارکرد بالاتر از حداکثر جریان DC مطلق، بازده و طول عمر را کاهش میدهد.
- وابستگی به دما: شدت نور معمولاً با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد. محدوده دمای عملیاتی ۲۰- درجه سلسیوس تا ۸۰+ درجه سلسیوس، شرایط محیطی را تعریف میکند که در آن عملکرد نوری مشخص شده حفظ میشود. ولتاژ مستقیم نیز دارای ضریب دمایی منفی است (با دما کاهش مییابد).
- توزیع طیفی: طولموجهای اوج (آبی 468 نانومتر، سبز 574 نانومتر) و عرضهای نیمه طیفی (آبی 25 نانومتر، سبز 15 نانومتر) خلوص رنگ را تعریف میکنند. تراشه سبز، با عرض نیمه باریکتر، در مقایسه با انتشار آبی پهنتر، نور سبز طیفی خالصتری ساطع میکند.
5. Mechanical & Package Information
5.1 Package Dimensions
این دستگاه دارای یک بستهبندی SMD استاندارد صنعتی است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه تقریباً 2.0mm x 1.25mm با ارتفاعی تنها 0.55mm میباشد. نقشههای ابعادی دقیق با تلرانسهای ±0.10mm در دیتاشیت ارائه شدهاند تا طراحی دقیق Footprint برد مدار چاپی (PCB) امکانپذیر باشد.
5.2 Pin Assignment & Polarity
LED دو رنگ دارای چهار پایه (1، 2، 3، 4) است. تخصیص پایهها به شرح زیر است:
- Blue Chip: به پایههای 1 و 3 متصل است.
- Green Chip: متصل به پایههای 2 و 4.
5.3 Recommended Solder Pad Design
یک طرح پیشنهادی برای پدهای لحیمکاری ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که در طول فرآیند ریفلو، لحیمکاری قابل اعتماد و تراز مکانیکی مناسب انجام میشود. رعایت این توصیهها به جلوگیری از پدیده tombstoning (ایستادن قطعه روی یک سر) کمک کرده و فیلههای لحیم خوبی را تضمین میکند.
6. Soldering & Assembly Guidelines
6.1 پروفیل لحیمکاری بازجریانی IR
یک پروفایل پیشنهادی دقیق برای فرآیندهای لحیم کاری بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- پیش گرمایش: 150-200 درجه سانتیگراد برای حداکثر 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و فعالسازی فلاکس.
- دمای اوج: حداکثر 260 درجه سانتیگراد.
- زمان بالاتر از نقطه ذوب: قطعه باید حداکثر به مدت 10 ثانیه در معرض دمای اوج قرار گیرد.
- حد مجاز: دستگاه نباید تحت این شرایط بیش از دو چرخه بازجریان (رفلو) قرار گیرد.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم انجام لحیمکاری دستی، این کار باید با نهایت دقت انجام شود:
- دمای هویه: حداکثر 300 درجه سانتیگراد.
- زمان لحیمکاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال لحیمکاری.
- حد مجاز: تنها یک چرخه لحیمکاری دستی مجاز است.
6.3 تمیز کردن
در صورت نیاز به تمیز کردن پس از لحیمکاری:
- فقط از حلالهای مشخص شده استفاده کنید: اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل.
- زمان غوطهوری باید کمتر از یک دقیقه در دمای معمولی اتاق باشد.
- از پاککنندههای شیمیایی قوی یا نامشخص خودداری کنید، زیرا میتوانند به ماده بستهبندی LED و لنز نوری آسیب برسانند.
6.4 شرایط نگهداری
نگهداری صحیح برای جلوگیری از جذب رطوبت ضروری است، که میتواند در حین عملیات Reflow باعث "ترکیدن بستهبندی" (Popcorning) شود.
- بستهبندی مهر و موم شده: در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت استفاده شود.
- بسته باز شده: در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. ظرف یک هفته استفاده شود. برای نگهداری طولانیتر، در ظرف دربسته همراه با ماده خشککن یا در دسیکاتور نیتروژن قرار دهید.
- بازپخت: قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از بستهبندی اصلی خود نگهداری شدهاند، باید قبل از لحیمکاری به مدت حداقل ۲۰ ساعت در دمای تقریبی ۶۰ درجه سانتیگراد بازپخت شوند تا رطوبت جذب شده از بین برود.
7. Packaging & Ordering Information
7.1 مشخصات نوار و قرقره
دستگاه در قالبی عرضه میشود که برای ماشینهای برداشت و جایگذاری خودکار بهینهسازی شده است:
- عرض نوار: 8mm.
- اندازه قرقره: 7 اینچ قطر.
- تعداد در هر قرقره: 4000 قطعه.
- حداقل مقدار سفارش: 500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.
- استاندارد بستهبندی: مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481. جیبهای خالی با نوار پوششی مهر و موم شدهاند.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- نشانگرهای وضعیت: قابلیت دو رنگ امکان ارسال چندین سیگنال وضعیت را فراهم میکند (مثلاً روشن=سبز، آماده به کار=آبی، خطا=تناوبی).
- نور پسزمینه: برای نمایشگرهای LCD کوچک، صفحهکلیدها یا نشانگرهای پنلی که فضای محدودی دارند.
- نورپردازی تزئینی: در لوازم الکترونیکی مصرفی، اسباببازیها یا لوازم خانگی که اثرات نورپردازی رنگی مورد نظر است.
- روشنایی داخلی خودرو: برای روشنایی داخلی غیرحیاتی، با توجه به محدوده دمای عملیاتی.
- IoT Devices & Wearables: پروفیل نازک و مصرف انرژی پایین آن را برای الکترونیکهای قابل حمل و فشرده مناسب میسازد.
8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- Current Limiting: همیشه از مقاومتهای محدودکننده جریان خارجی به صورت سری با هر تراشه LED استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ منبع، جریان مستقیم مورد نظر (که از مقدار نامی DC تجاوز نکند) و ولتاژ مستقیم معمول برای هر رنگ محاسبه کنید.F هرگز مستقیماً به یک منبع ولتاژ متصل نکنید.
- مدیریت حرارتی: اگرچه اتلاف توان پایین است، اما اطمینان حاصل کنید که مساحت مسی کافی در PCB یا تخلیه حرارتی مناسب وجود دارد، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا کار میکند، تا از گرمای بیش از حد و کاهش روشنایی زودرس جلوگیری شود.
- محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک: در صورتی که محیط مونتاژ یا سناریوی استفاده نهایی خطر ESD را ایجاد میکند، دیودهای محافظ ESD را روی خطوط PCB متصل به پایههای LED پیادهسازی کنید.
- طراحی نوری: در طراحی راهنماهای نور، پخشکنندهها یا لنزها، زاویه دید گسترده و تغییرات احتمالی روشنایی (بینینگ) را در نظر بگیرید.
9. Technical Comparison & Differentiation
در مقایسه با LEDهای تکرنگ یا بستههای دو رنگ قدیمی، این دستگاه مزایای متمایزی ارائه میدهد:
- در مقابل دو LED مجزا: فضای قابل توجهی از PCB را ذخیره میکند (یک جایپا در مقابل دو تا)، زمان مونتاژ را کاهش میدهد و لیست مواد را ساده میکند.
- در مقابل LEDهای دو رنگ ضخیمتر: ارتفاع 0.55 میلیمتری امکان استفاده در دستگاههای فوقباریک مانند گوشیهای هوشمند مدرن، تبلتها و لپتاپهای باریک را فراهم میکند که در آنها محدودیت ارتفاع Z یک عامل حیاتی است.
- در مقابل LEDهای سازگار با ریفلو: سازگاری مستقیم با فرآیندهای استاندارد ریفلو SMT نیاز به مراحل لحیمکاری دستی ثانویه را از بین میبرد و بازده تولید و قابلیت اطمینان را بهبود میبخشد.
- فناوری چیپ: استفاده از InGaN برای آبی و AlInGaP برای سبز، نمایانگر مواد نیمهرسانای پیشرفتهای است که به دلیل بازدهی و روشنایی بالا در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر شناخته میشوند.
10. پرسشهای متداول (FAQs)
10.1 آیا میتوانم هر دو LED آبی و سبز را همزمان در حداکثر جریان DC آنها راهاندازی کنم؟
خیر. رتبهبندیهای حداکثر مطلق، محدودیتهای اتلاف توان برای هر تراشه را مشخص میکنند (76 میلیوات برای آبی، 75 میلیوات برای سبز). راهاندازی همزمان هر دو در حداکثر جریان مستقیم خود (20 میلیآمپر برای آبی، 30 میلیآمپر برای سبز) و ولتاژ معمولی VF منجر به سطوح توانی تقریباً معادل 54 میلیوات و 52.5 میلیوات به ترتیب خواهد شد که در محدوده مجاز هستند. با این حال، باید گرمای کل تولید شده در بستهبندی کوچک در نظر گرفته شود. برای عملکرد مطمئن در بلندمدت، توصیه میشود آنها را در جریانهای کمتر از حداکثر راهاندازی کنید، به ویژه اگر هر دو به طور مداوم روشن باشند.
10.2 چرا ولتاژهای پیشروی تا این حد متفاوت هستند؟
ولتاژ مستقیم یک ویژگی بنیادی از گاف انرژی ماده نیمههادی است. نور آبی، با انرژی فوتون بالاتر (طول موج کوتاهتر)، نیاز به یک نیمههادی با گاف انرژی وسیعتر (InGaN) دارد که ذاتاً ولتاژ مستقیم بالاتری دارد. نور سبز (AlInGaP) انرژی فوتون کمی پایینتری دارد که مربوط به گاف انرژی پایینتر و در نتیجه ولتاژ مستقیم پایینتر است. این یک ویژگی فیزیکی است، نه یک عیب.
10.3 هنگام سفارش، چگونه کد باین (bin code) را تفسیر کنم؟
کد باین (مثلاً "K"، "L"، "M"، "N") حداقل روشنایی تضمینشده LED را تعریف میکند. اگر طراحی شما نیاز به حداقل روشنایی 18 mcd دارد، باید کد باین "M" یا بالاتر ("N") را مشخص کنید. اگر روشنایی بحرانی نیست، یک کد باین پایینتر ("K" یا "L") ممکن است مقرونبهصرفهتر باشد. برای کدهای باین موجود با تأمینکننده مشورت کنید.
10.4 آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
محدوده دمای عملیاتی (۲۰- تا ۸۰+ درجه سانتیگراد) بسیاری از شرایط فضای باز را پوشش میدهد. با این حال، دیتاشیت درجه حفاظت ورود (IP) در برابر گرد و غبار و آب را مشخص نکرده است. برای استفاده در فضای باز، LED باید به درستی محصور یا درون یک مجموعه مهر و موم شده قرار گیرد تا از قرارگیری مستقیم در معرض محیط، رطوبت و تابش فرابنفش محافظت شود که میتواند به مرور زمان لنز پلاستیکی را تخریب کند.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
سناریو: طراحی یک گره سنسور IoT فشرده با یک LED وضعیت دو رنگ. دستگاه توسط یک تنظیمکننده ولتاژ 3.3V تغذیه میشود و از یک میکروکنترلر با پینهای GPIO قادر به تأمین جریان 20mA استفاده میکند.
پیادهسازی:
- طراحی مدار: از دو پایه GPIO استفاده شده است. هر پایه به یک مقاومت محدودکننده جریان و سپس به یک رنگ LED متصل میشود (پایه 1-3 برای آبی، پایه 2-4 برای سبز). اتصال مشترک (مثلاً کاتدها) به زمین متصل است.
- محاسبه مقاومت (مثال برای راهاندازی با جریان 10mA):
- آبی: Rآبی = (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω. از مقاومت استاندارد ۶۲Ω یا ۶۸Ω استفاده کنید.
- سبز: Rسبز = (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω. از مقاومت استاندارد 150Ω استفاده کنید.
- چیدمان PCB: ردپا از طراحی پد لحیم توصیه شده پیروی میکند. اتصالات کوچک تخلیه حرارتی روی پدها استفاده شدهاند تا ضمن تسهیل لحیمکاری، مقداری هدایت حرارتی به صفحه زمین PCB برای اتلاف گرما فراهم کنند.
- نرمافزار: فریمور میکروکنترلر میتواند LEDها را برای حالتهای مختلف کنترل کند: سبز ثابت (عملیاتی)، آبی چشمکزن (انتقال داده)، متناوب (خطا) و غیره.
12. اصل عملکرد
انتشار نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمهرسانا است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم فراتر از شکاف انرژی ماده اعمال میشود، الکترونها و حفرهها از سراسر پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. رنگ (طول موج) نور منتشر شده مستقیماً توسط شکاف انرژی ماده نیمهرسانا تعیین میشود. تراشه InGaN دارای شکاف انرژی وسیعتری است و فوتونهای آبی با انرژی بالاتر منتشر میکند، در حالی که تراشه AlInGaP شکاف انرژی باریکتری دارد و فوتونهای سبز با انرژی پایینتر منتشر میکند. این دو تراشه در یک پکیج واحد با یک لنز شفاف مانند آب قرار گرفتهاند که نور منتشر شده را حداقل تغییر میدهد و یک راهحل فشرده برای منبع نور دوگانه ارائه میدهد.
13. روندهای فناوری
توسعه LEDهایی مانند این، بخشی از روندهای گستردهتر در اپتوالکترونیک است:
- مینیاتوریسازی: کاهش مداوم در اندازه بستهبندی (مساحت اشغالی و ارتفاع) برای امکانپذیر ساختن محصولات نهایی هرچه کوچکتر و نازکتر.
- یکپارچگی افزوده: فراتر رفتن از بستههای دو رنگ به بستههای RGB (قرمز، سبز، آبی) و حتی بستههای مجهز به درایور یا مدار مجتمع کنترل یکپارچه ("LEDهای هوشمند").
- بازدهی بالاتر: پیشرفتهای مستمر در بازده کوانتومی داخلی (IQE) و تکنیکهای استخراج نور، منجر به تولید LEDهای درخشانتر با جریان راهاندازی کمتر و کاهش مصرف کلی توان سیستم میشود.
- قابلیت اطمینان بهبودیافته: پیشرفتها در مواد بستهبندی (اپوکسیها، سیلیکونها) و طراحی چیپ، طول عمر و مقاومت در برابر تنش حرارتی و عوامل محیطی را افزایش میدهد.
- گسترش گاموت رنگی: توسعه مواد نیمههادی جدید و فسفرها برای تولید رنگهای خالصتر و اشباعشدهتر، و همچنین دمای رنگ سفید دقیق، برای کاربردهای پیشرفته نمایش و روشنایی.
LED Specification Terminology
Complete explanation of LED technical terms
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| کارایی نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور به ازای هر وات برق، عدد بالاتر به معنای بهرهوری انرژی بیشتر است. | مستقیماً تعیینکننده رتبه بازده انرژی و هزینه برق است. |
| شار نوری | lm (lumens) | کل نور ساطع شده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده میشود. | تعیین میکند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه دید | ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر دامنه و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| CCT (دمای رنگ) | K (کلوین)، به عنوان مثال: 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایینتر زردرنگ/گرم، مقادیر بالاتر سفیدرنگ/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزهها استفاده میشود. |
| SDCM | مراحل بیضی MacAdam، به عنوان مثال، "5-step" | معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از رنگ یکنواخت در سراسر دسته یکسان LEDها. |
| طول موج غالب | نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | تعیین کننده رنگآمیزی LEDهای تکرنگ قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طولموجها را نشان میدهد. | بر بازآفرینی رنگ و کیفیت تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | Symbol | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | 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. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، مورد استفاده برای کمنور کردن یا چشمک زدن. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 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 جهشهای ولتاژ جلوگیری کند. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به خنککنندگی قویتر دارد. |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در تولید نیاز به اقدامات ضد استاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | Key Metric | توضیح ساده | Impact |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | کاهش هر 10 درجه سانتیگراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و تغییر رنگ میشود. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعت) | زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| حفظ شار نوری | % (به عنوان مثال، 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | تخریب مواد | تخریب ناشی از دمای بالا در درازمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | Common Types | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | ماده محافظ تراشه، رابط نوری/حرارتی را فراهم میکند. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ Ceramic: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه برگردان | آرایش الکترود تراشه. | Flip chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر. | YAG, Silicate, Nitride | تراشه آبی را پوشش میدهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل کرده و برای تولید نور سفید ترکیب میکند. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| لنز/اپتیک | تخت، میکرولنز، TIR | ساختار نوری روی سطح کنترل کننده توزیع نور. | تعیین کننده زاویه دید و منحنی توزیع نور. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| Bin شار نوری | Code e.g., 2G, 2H | گروهبندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | اطمینان از روشنایی یکنواخت در همان دسته. |
| Voltage Bin | کد، به عنوان مثال: 6W، 6X | گروهبندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تطبیق درایور را تسهیل میکند و بازدهی سیستم را بهبود میبخشد. |
| سطل رنگ | بیضی 5-گام MacAdam | گروهبندی شده بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدوده تنگ. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K و غیره. | گروهبندی شده بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. | پاسخگوی نیازهای CCT صحنههای مختلف است. |
Testing & Certification
| اصطلاح | Standard/Test | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش نگهداری لومن | روشنایی طولانیمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده میشود. |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | تخمین عمر تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش میدهد. | مبناي آزمون شناختهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهينامه زيستمحيطي | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهینامه بهرهوری انرژی و عملکرد برای روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانهای استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |