دیتاشیت لامپ LED 333-2SUGC/S400-A5 - سبز درخشان - 3.4 ولت - 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED سبز درخشان با روشنایی بالا را شرح می‌دهد. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی نوری برتر و قابلیت اطمینان بالا هستند. این محصول دارای پوشش رزینی شفاف آبی است که استخراج نور را بهبود بخشیده و رنگ سبز واضح و درخشانی ارائه می‌دهد. محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است و در بسته‌بندی مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین مزیت کلیدی برای مهندسان طراح ارائه می‌دهد:

• شدت نورانی بالا:مقادیر معمول شدت نورانی در محدوده 4000 تا 8000 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان راه‌اندازی استاندارد 20mA ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه‌ای که نیازمند قابلیت دید بالا هستند، مناسب می‌سازد.
• زاویه دید باریک:دارای زاویه دید معمولی (2θ1/2) 10 درجه است که پرتو نور متمرکزی ایده‌آل برای روشنایی جهت‌دار یا نشانگرهای وضعیت فراهم می‌کند.
• انتخاب بسته‌بندی:به صورت نوار و قرقره (Tape and Reel) در دسترس است که ساخت و تولید Pick-and-Place را تسهیل می‌کند.
• ساختار مستحکم:برای عملکرد مطمئن با فریم پایه‌ای و پوشش محکم طراحی شده است.
• انطباق محیطی:این محصول بدون سرب (Pb-free) بوده و در محدوده مشخصات مطابق با RoHS باقی می‌ماند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای الکترونیک مصرفی و کاربردهای نمایشی هدف‌گیری شده است که در آن‌ها نشانگرهای روشن و قابل اطمینان ضروری هستند. کاربردهای معمول شامل موارد زیر است:

• نشانگرهای وضعیت برای تلویزیون‌ها و مانیتورها.
• نور پس‌زمینه یا چراغ‌های نشانگر برای تلفن‌ها و دستگاه‌های ارتباطی.
• چراغ‌های نشانگر روی تجهیزات جانبی کامپیوتر و قطعات داخلی.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر - حداکثر جریان DC که می‌تواند به طور پیوسته از LED عبور کند.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):150 ولت (مدل بدن انسان) - حساسیت قطعه به الکتریسیته ساکن را نشان می‌دهد؛ اقدامات احتیاطی مناسب برای رسیدگی به ESD ضروری است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت - حداکثر ولتاژی که می‌توان در جهت معکوس اعمال کرد.
• اتلاف توان (P_d):110 میلی‌وات - حداکثر توانی که بسته می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد - محدوده دمای محیط برای عملکرد عادی.
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد - محدوده دمایی برای انبارداری ایمن.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه - حداکثر دمای پیک و تحمل زمان برای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو.

2.2 ویژگی‌های الکترو-نوری (دمای محیط=25°C)

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش مشخص شده اندازه‌گیری می‌شوند. طراحی باید بر اساس این مقادیر باشد.

• شدت نورانی (I_v):حداقل 4000 mcd، معمول 8000 mcd (در I_F=20mA). این شدت بالا ویژگی اصلی است.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمول 10 درجه. زاویه باریک، خروجی نور را متمرکز می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p):معمول 525 نانومتر. طول موجی که در آن شدت نور ساطع شده در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):معمول 530 نانومتر. طول موج منفردی که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ سبز را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمول 3.4 ولت، حداکثر 4.0 ولت (در I_F=20mA). برای طراحی مدار درایور و انتخاب منبع تغذیه مهم است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر (در V_R=5V). جریان نشتی در حالت خاموش را مشخص می‌کند.

تلرانس‌های اندازه‌گیری:ولتاژ مستقیم (±0.1V)، شدت نورانی (±10%)، طول موج غالب (±1.0nm).

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای درک عملکرد واقعی فراتر از مشخصات تک نقطه‌ای حیاتی هستند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی، خروجی نور را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد. انتشار رنگ سبز را با پیکی حدود 525nm و پهنای باند طیفی معمولی (Δλ) 35nm تأیید می‌کند که خلوص رنگ سبز را تعریف می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌داری

نمودار قطبی، توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد که با زاویه دید 10 درجه مرتبط است. نشان می‌دهد که شدت نور خارج از پرتو مرکزی چگونه به شدت کاهش می‌یابد.

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

این منحنی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم معمولی 3.4V در 20mA یک نقطه عملیاتی کلیدی است. این منحنی برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان ضروری است، زیرا LEDها قطعات جریان‌محور هستند.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت) تقریباً متناسب با جریان مستقیم است، تا حد حداکثر ریتینگ. اهمیت کنترل جریان پایدار برای روشنایی یکنواخت را برجسته می‌کند.

3.5 وابستگی به دما

دو منحنی کلیدی تأثیر دمای محیط (T_a) را نشان می‌دهند:
شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نورانی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این به دلیل کاهش بازده کوانتومی داخلی در دماهای بالاتر است.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که مشخصه ولتاژ مستقیم چگونه با دما جابجا می‌شود. معمولاً V_Fبرای LEDهای مبتنی بر InGaN با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته

این LED دارای یک بسته با پایه‌های شعاعی استاندارد (که اغلب به عنوان بسته \"لامپ\" شناخته می‌شود) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• ارتفاع فلنج (بخش تخت در پایه لنز) باید کمتر از 1.5mm (0.059\") باشد.
• تلرانس عمومی برای ابعاد نامشخص ±0.25mm است.

نقشه ابعادی، فاصله پایه‌ها، قطر بدنه، شکل لنز و ارتفاع کلی را مشخص می‌کند که برای طراحی جای پایه PCB و اطمینان از قرارگیری مناسب در محفظه‌ها حیاتی هستند.

4.2 شناسایی قطبیت

پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده آند (ترمینال مثبت) است، در حالی که پایه کوتاه‌تر کاتد (ترمینال منفی) است. این یک قرارداد استاندارد برای LEDهای شعاعی است. کاتد ممکن است توسط یک لبه تخت روی لنز LED یا یک بریدگی در پایه پلاستیکی نیز نشان داده شود. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

رسیدگی صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

5.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی خم کنید تا از اعمال تنش بر روی دی داخلی و اتصالات سیمی جلوگیری شود.
• شکل‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• اجتناب از اعمال تنش به بسته LED در حین شکل‌دهی.
• برش پایه‌ها در دمای اتاق انجام شود.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی (RH).
• عمر قفسه پس از حمل و نقل: 3 ماه تحت این شرایط.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

قاعده کلی:حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی حفظ شود.

لحیم‌کاری دستی:
- دمای نوک هویه: حداکثر 300°C (برای هویه حداکثر 30 وات).
- زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه.

لحیم‌کاری غوطه‌وری/موجی:
- دمای پیش‌گرم: حداکثر 100°C (برای حداکثر 60 ثانیه).
- دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260°C به مدت 5 ثانیه.

نکات حیاتی لحیم‌کاری:

• از اعمال تنش بر پایه‌ها در حین عملیات دمای بالا اجتناب کنید.
• لحیم‌کاری غوطه‌وری/دستی بیش از یک بار انجام نشود.
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک نشده، از ضربه/لرزش مکانیکی محافظت کنید.
• از خنک‌کردن سریع از دمای پیک لحیم‌کاری اجتناب کنید.
• همیشه کمترین دمای ممکن لحیم‌کاری که یک اتصال قابل اطمینان ایجاد می‌کند را استفاده کنید.
• پارامترهای لحیم‌کاری موجی باید به شدت کنترل شوند.

5.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• قبل از استفاده در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک اجتناب کنید.در صورت نیاز مطلق، پیش‌تایید گسترده‌ای لازم است تا اطمینان حاصل شود هیچ آسیبی رخ نمی‌دهد، زیرا انرژی اولتراسونیک می‌تواند باعث شکست اتصالات داخلی یا اپوکسی شود.

5.5 مدیریت حرارت

اگرچه این یک قطعه کم‌مصرف است، مدیریت حرارت هنوز برای طول عمر مهم است:

• تلفات حرارتی را در طراحی کاربرد در نظر بگیرید.
• جریان عملیاتی را در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش دهید (به منحنی‌های کاهش ریتینگ مراجعه کنید که در متن ارائه شده ضمنی است اما به صراحت نشان داده نشده است).
• دمای اطراف LED را در کاربرد نهایی کنترل کنید.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از آسیب و نفوذ رطوبت جلوگیری کنند:

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن‌های داخلی.
• بسته‌بندی سوم:کارتن‌های بیرونی برای حمل و نقل.

6.2 تعداد در بسته

• حداقل 200 تا 500 عدد در هر کیسه ضد استاتیک.
• 4 کیسه در 1 کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند.
• 10 کارتن داخلی در 1 کارتن بیرونی بسته‌بندی می‌شوند.

6.3 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی هستند:

• CPN:شماره تولید مشتری.
• P/N:شماره تولید (شماره قطعه).
• QTY:تعداد بسته‌بندی.
• CAT:رده‌ها (احتمالاً دسته‌های باینینگ برای شدت یا طول موج).
• HUE:طول موج غالب.
• REF: Reference.
• LOT No:شماره LOT برای ردیابی.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 طراحی مدار درایور

به دلیل ولتاژ مستقیم معمولی 3.4V، یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود، به ویژه هنگامی که از یک منبع ولتاژ مانند ریل 5V یا 12V تغذیه می‌شود. یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای کاربردهای نشانگر پایه استفاده شود، که به صورت R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه می‌شود. اطمینان حاصل کنید که ریتینگ توان مقاومت کافی است.

7.2 طراحی نوری

زاویه دید باریک 10 درجه، این LED را برای کاربردهایی که نیازمند پرتو متمرکز هستند مناسب می‌سازد. برای روشنایی گسترده‌تر، اپتیک ثانویه (مانند پخش‌کننده‌ها یا لنزها) مورد نیاز خواهد بود. رزین شفاف آبی، خروجی واضح و غیرپخش‌شده‌ای ارائه می‌دهد.

7.3 چیدمان PCB

اطمینان حاصل کنید که جای پایه PCB با ابعاد بسته و فاصله پایه‌ها مطابقت دارد. فضای کافی در اطراف بدنه LED برای حداقل فاصله توصیه شده 3mm از نقطه لحیم فراهم کنید. در صورت راه‌اندازی LED نزدیک به جریان حداکثر آن، پدهای تخلیه حرارتی را در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که یک مقایسه مستقیم نیازمند داده‌های خاص رقبا است، تمایزهای کلیدی این LED بر اساس دیتاشیت آن عبارتند از:

• شدت نورانی بسیار بالا:4000-8000 mcd در 20mA برای یک بسته لامپ LED سبز استاندارد به طور قابل توجهی بالا است و روشنایی برتری ارائه می‌دهد.
• پرتو باریک و متمرکز:زاویه دید 10 درجه باریک‌تر از بسیاری از LEDهای استاندارد (که اغلب 30-60 درجه هستند) است و نور جهت‌دار بیشتری فراهم می‌کند.
• فناوری چیپ InGaN:استفاده از ماده نیترید گالیم ایندیم (InGaN) برای LEDهای سبز/آبی/سفید با روشنایی بالا استاندارد است و بازده و پایداری خوبی ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

9.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (525nm)طول موج فیزیکی است که در آن توان طیفی در حداکثر است.طول موج غالب (530nm)طول موج منفرد روان‌فیزیکی است که چشم انسان آن را مطابق با رنگ LED درک می‌کند. آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

9.2 آیا می‌توانم این LED را در حداکثر جریان 25mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

در حالی که ریتینگ حداکثر مطلق 25mA است، ویژگی‌های الکترو-نوری در 20mA مشخص شده‌اند. برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت و در نظر گرفتن افزایش دما، به طور کلی توصیه می‌شود برای یک جریان نامی در یا زیر شرایط آزمایش \"معمول\" (20mA) طراحی کنید. کاهش ریتینگ ممکن است در دماهای محیطی بالا ضروری باشد.

9.3 چرا حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم اینقدر مهم است؟

این فاصله از انتقال گرمای بیش از حد به سمت بالا از طریق پایه و آسیب به دی نیمه‌هادی حساس داخلی یا رزین اپوکسی در حین لحیم‌کاری جلوگیری می‌کند. گرمای بیش از حد می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن، ترک خوردن یا تخریب دائمی خروجی نور شود.

10. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برق با قابلیت دید بالا برای یک کامپیوتر صنعتی نصب‌شده در رک.

1. نیازمندی:یک نور سبز روشن و بدون ابهام که از فاصله چند متری در یک اتاق روشن قابل مشاهده باشد.
2. انتخاب:این LED به دلیل شدت بالای آن (معمولاً 8000 mcd) و زاویه دید باریک انتخاب می‌شود که به متمرکز کردن نور به سمت بیننده کمک می‌کند.
3. طراحی مدار:قطعه از ریل استندبای 5V سیستم تغذیه می‌شود. یک مقاومت سری محاسبه می‌شود: R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 اهم، 1/4 وات انتخاب می‌شود.
4. ادغام مکانیکی:LED روی PCB پنل جلویی نصب می‌شود. پنل دارای یک روزنه کوچک است. پرتو باریک اطمینان می‌دهد که بیشتر نور بدون پخش شدن از روزنه خارج می‌شود.
5. مونتاژ:در حین مونتاژ PCB، از لحیم‌کاری موجی با پروفایلی که در 250°C به مدت 4 ثانیه به پیک می‌رسد، استفاده می‌شود که مطابق با محدودیت‌های دیتاشیت است. پایه‌ها پس از لحیم‌کاری بریده می‌شوند و اطمینان حاصل می‌شود که برش بیش از 3mm از بدنه LED فاصله دارد.

این مورد کاربردی از نقاط قوت کلیدی LED استفاده می‌کند: روشنایی بالا و تمرکز پرتو.