دیتاشیت لامپ LED 7344-15SUGC/S400-A5 - سبز درخشان - 3.3 ولت - 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED سبز درخشان با روشنایی بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه بخشی از سری‌ای است که برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. این محصول از فناوری تراشه InGaN استفاده می‌کند که در رزین شفاف آب‌مانند محصور شده و منجر به انتشار سبز زنده و شدید می‌شود. محصول با قابلیت اطمینان و استحکام به عنوان ویژگی‌های کلیدی طراحی شده و آن را برای ادغام در مجموعه‌های الکترونیکی مختلف مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی

این LED چندین مزیت کلیدی برای طراحان و تولیدکنندگان ارائه می‌دهد. این قطعه امکان انتخاب زوایای دید مختلف را برای تطابق با نیازهای نوری گوناگون فراهم می‌کند. قطعه بر روی نوار و قرقره (Tape & Reel) موجود است تا با فرآیندهای مونتاژ خودکار Pick-and-Place سازگار باشد و بهره‌وری تولید را افزایش دهد. علاوه بر این، محصول با مقررات اصلی زیست‌محیطی و ایمنی از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و به صورت عاری از هالوژن تولید می‌شود که تضمین می‌کند استانداردهای سختگیرانه جهانی برای قطعات الکترونیکی را برآورده می‌سازد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED بازارهای الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها است. کاربردهای اصلی آن شامل استفاده به عنوان نشانگر یا منبع نور پس‌زمینه در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و سایر دستگاه‌های محاسباتی است که در آن‌ها به سیگنال سبز واضح و روشن نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

عملکرد LED تحت شرایط آزمایش خاص، معمولاً در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتی‌گراد تعریف می‌شود. درک این پارامترها برای طراحی صحیح مدار و مدیریت حرارتی بسیار حیاتی است.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. تجاوز از این جریان می‌تواند منجر به دمای اتصال بیش از حد و تخریب تسریع‌شده شود.
• جریان مستقیم پیک (IFP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز). این مقدار فقط برای عملکرد پالسی است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر می‌تواند باعث شکست شود.
• توان تلف شده (Pd):90 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند تلف کند.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:محدوده از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد (کارکرد) و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد (ذخیره‌سازی).
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه، که تحمل پروفیل لحیم‌کاری ریفلو را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در جریان آزمایش استاندارد IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند.

• شدت نورانی (Iv):محدوده از 5000 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 8000 میلی‌کاندلا (معمول). این شدت بالا یک ویژگی تعیین‌کننده این سری است.
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 30 درجه، که نشان‌دهنده یک پرتو نسبتاً متمرکز است.
• طول موج پیک (λp):518 نانومتر، وطول موج غالب (λd):525 نانومتر، که رنگ را به عنوان سبز درخشان طبقه‌بندی می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):محدوده از 2.7 ولت (حداقل) تا 3.7 ولت (حداکثر)، با مقدار معمول 3.3 ولت در 20mA. این پارامتر برای طراحی درایور حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 50 میکروآمپر در VR=5V.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (Binning)

محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی واحدها بر اساس پارامترهای نوری و الکتریکی کلیدی استفاده می‌کند تا یکنواختی در تولید انبوه را تضمین کند. برچسب‌های CAT، HUE و REF مربوط به این دسته‌ها هستند.

• CAT:رده‌های شدت نورانی. واحدها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده آن‌ها مرتب می‌شوند.
• HUE:رده‌های طول موج غالب. این دسته‌بندی با گروه‌بندی LEDهایی با طول‌موج‌های انتشار پیک مشابه، ثبات رنگ را تضمین می‌کند.
• REF:رده‌های ولتاژ مستقیم. LEDها بر اساس افت ولتاژ مستقیم آن‌ها گروه‌بندی می‌شوند تا طراحی مدار محدودکننده جریان ساده‌تر شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی، قله انتشار را در 518 نانومتر (سبز) با پهنای باند طیفی معمول (Δλ) برابر 35 نانومتر نشان می‌دهد که خلوص رنگ را تعریف می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

یک نمودار قطبی که توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد، که با زاویه دید 30 درجه مرتبط است و نشان می‌دهد شدت نور چگونه از محور مرکزی کاهش می‌یابد.

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

این منحنی غیرخطی است که برای یک دیود معمول است. رابطه بین ولتاژ مستقیم اعمال شده و جریان حاصل را نشان می‌دهد. مقدار معمول VF برابر 3.3 ولت در 20mA یک نقطه کارکرد کلیدی است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت) با جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما رابطه ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی و افت بازده، زیرخطی شود.

4.5 منحنی‌های عملکرد حرارتی

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور را با افزایش دمای محیط نشان می‌دهد که عاملی حیاتی برای کاربردها در محیط‌های گرم است.

جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:اغلب برای استخراج دستورالعمل‌های کاهش رتبه (De-rating) استفاده می‌شود و نشان می‌دهد که حداکثر جریان پیوسته مجاز چگونه باید با افزایش دما کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED از یک پکیج استاندارد دستگاه نصب سطحی (SMD) 7344 استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است: 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. نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های دقیق برای طراحی جای پایه (Footprint) را ارائه می‌دهد.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی پکیج، مانند یک شکاف، نقطه سبز یا گوشه بریده شده، مشخص می‌شود. نمودار پکیج در دیتاشیت، نشانه‌گذاری دقیق را برای جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ مشخص می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED ضروری است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها (در صورت وجود پایه‌های از پیش شکل‌گرفته)

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از حباب اپوکسی انجام شود تا از تنش روی تراشه جلوگیری شود.
• شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 پارامترهای لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه، حفظ حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه اتصال تا حباب اپوکسی.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری (Wave/DIP):حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، با رعایت قانون فاصله 3 میلی‌متری. یک نمودار پروفیل لحیم‌کاری توصیه شده، رابطه زمان-دما را نشان می‌دهد.

6.3 نکات حیاتی لحیم‌کاری

• از اعمال تنش روی پایه‌ها در فازهای دمای بالا خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم‌کاری (غوطه‌وری/دستی) نکنید.
• LED را در حین خنک شدن تا دمای اتاق پس از لحیم‌کاری، در برابر ضربه/لرزش محافظت کنید.
• از کمترین دمای موثر لحیم‌کاری استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر اینکه از قبل تأیید شده باشد، زیرا می‌تواند به ساختار داخلی آسیب برساند.

6.5 شرایط نگهداری

در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. عمر قفسه 3 ماه از تاریخ حمل است. برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک و مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. این کیسه‌ها در کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند که سپس در کارتن‌های اصلی بیرونی بسته‌بندی می‌شوند. مقدار بسته‌بندی استاندارد 200-500 قطعه در هر کیسه، 5 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل موارد زیر است: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده: 7344-15SUGC/S400-A5)، QTY (تعداد)، CAT/HUE/REF (کدهای دسته‌بندی) و LOT No. (شماره سری ردیابی).

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدیریت حرارتی

این یک عامل طراحی حیاتی است. جریان باید در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش رتبه (De-rate) داده شود. طراحان باید به منحنی کاهش رتبه (که از نمودار جریان مستقیم در مقابل دمای محیط استنباط می‌شود) مراجعه کنند تا اطمینان حاصل شود دمای اتصال در محدوده ایمن باقی می‌ماند، عمر LED حفظ می‌شود و خروجی نور حفظ می‌شود.

8.2 درایو جریان

یک درایور جریان ثابت نسبت به یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری، برای پایداری و بازده بهینه توصیه می‌شود. درایور باید برای ولتاژ مستقیم معمول 3.3 ولت طراحی شود و نباید از حداکثر جریان پیوسته مطلق 25 میلی‌آمپر تجاوز کند.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 30 درجه هنگام طراحی لنزها یا راهنماهای نور باید در نظر گرفته شود. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است اپتیک ثانویه مورد نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای نشانگر استاندارد، تمایزدهنده اصلی این دستگاه، شدت نورانی بسیار بالای آن (8000-5000 میلی‌کاندلا) است که آن را برای کاربردهای نیازمند دید بالا یا به عنوان یک منبع نور فشرده مناسب می‌سازد. مطابقت آن با استانداردهای عاری از هالوژن و REACH نیز یک مزیت قابل توجه برای طراحی‌های با رویکرد زیست‌محیطی که بازارهای جهانی را هدف قرار می‌دهند، محسوب می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: جریان کارکرد توصیه شده چیست؟

پ: مشخصات الکترواپتیکی در 20mA آزمایش شده‌اند که نقطه کارکرد استاندارد توصیه شده است. این جریان شدت نور مشخص شده را ارائه می‌دهد در حالی که به خوبی در محدوده حداکثر 25mA باقی می‌ماند.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

پ: نه به طور مستقیم. با ولتاژ مستقیم معمول 3.3 ولت، یک مقاومت محدودکننده جریان سری هنگام استفاده از منبع 5 ولت برای افت ولتاژ اضافی و تنظیم جریان صحیح اجباری است. مقدار مقاومت باید بر اساس قانون اهم محاسبه شود (R = (ولتاژ منبع - VF) / IF).

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

پ: همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است، شدت نورانی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. برای محیط‌های با دمای بالا، هیت‌سینک مناسب یا کاهش رتبه جریان ضروری است.

س: "S400" در شماره قطعه نشان‌دهنده چیست؟

پ: در حالی که در اینجا به صراحت تعریف نشده است، در عمل رایج صنعت، چنین پسوندهایی اغلب نشان‌دهنده ترکیبات خاص دسته‌بندی (مثلاً برای شدت و طول موج) یا مشخصات نوار/قرقره هستند. معنای دقیق باید با کاتالوگ محصول خاص تأیید شود.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو: نور پس‌زمینه برای نشانگر وضعیت روی یک روتر شبکه.یک طراح به یک LED سبز روشن و قابل اطمینان برای نشان دادن "روشن بودن" یا "فعالیت شبکه" نیاز دارد. او این LED را به دلیل شدت بالای آن انتخاب می‌کند. یک جای پایه PCB مطابق با ابعاد پکیج 7344 طراحی می‌کند. یک مدار درایور ساده با استفاده از خط 3.3 ولت و یک مقاومت سری محاسبه می‌شود تا 18mA (کمی محافظه‌کارانه) ارائه دهد. در حین مونتاژ، پروفیل لحیم‌کاری موجی رعایت می‌شود. محصول نهایی یک نشانگر سبز واضح و روشن ارائه می‌دهد که حتی در اتاق‌های با نور خوب نیز قابل مشاهده است.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس فناوری نیمه‌هادی InGaN (ایندیم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج نور منتشر شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز. رزین اپوکسی شفاف آب‌مانند هم به عنوان یک پوشش محافظ و هم به عنوان یک لنز اولیه عمل می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای صنعت

روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط سخت ادامه دارد. همچنین تلاش قوی‌ای برای مطابقت کامل با مقررات زیست‌محیطی در حال تحول مانند RoHS و REACH وجود دارد. کوچک‌سازی همچنان یک روند کلیدی است، اگرچه برای کاربردهای با توان بالا یا روشنایی بالا، پکیج‌ها باید اندازه را با توانایی تلف کردن مؤثر حرارت متعادل کنند.