دیتاشیت لامپ LED 333-2UYD/S530-A3 - زرد درخشان - 20mA - 320mcd - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک لامپ LED زرد درخشان با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند عملکرد قابل اعتماد و قابلیت دید بهبودیافته هستند. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP استفاده می‌کند که در رزین پخش‌کننده زرد رنگ کپسوله شده و منجر به رنگ زرد درخشان متمایزی می‌شود. این سری انتخاب زوایای دید مختلف را ارائه می‌دهد و بر روی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است.

1.1 مزایای اصلی و انطباق

این محصول با قابلیت اطمینان و استحکام به عنوان ویژگی‌های کلیدی طراحی شده است. این قطعه با مقررات اصلی زیست‌محیطی و ایمنی مطابقت دارد و اطمینان حاصل می‌کند که استانداردهای تولید مدرن را برآورده می‌کند. به طور خاص، این دستگاه با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا (محدودیت مواد خطرناک)، مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی می‌شود، با محدودیت‌های سخت بر روی محتوای برم (Br) و کلر (Cl) (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm). این امر آن را برای طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی مناسب می‌سازد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این لامپ LED هدف‌گیری شده بر بازار نور پس‌زمینه و نشانگر در داخل الکترونیک مصرفی است. کاربردهای اصلی آن شامل استفاده به عنوان نشانگر یا منبع نور پس‌زمینه در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و لوازم جانبی مختلف کامپیوتر می‌شود. ترکیب رنگ، روشنایی و اندازه پکیج آن، آن را به یک قطعه همه‌کاره برای مهندسان طراحی تبدیل می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه را همانطور که در دیتاشیت تعریف شده است، ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. تجاوز مداوم از این جریان، حرارت بیش از حد ایجاد کرده و طول عمر و خروجی نوری LED را کاهش می‌دهد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز). این ریتینگ اجازه پالس‌های کوتاه جریان بالاتر را می‌دهد که برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ یا عملکرد پالسی مفید است، اما باید به دقت مدیریت شود تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بیشتر از این می‌تواند باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار پیوند LED شود.
• اتلاف توان (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند تحت شرایط داده شده تلف کند، که از ولتاژ و جریان مستقیم محاسبه می‌شود.
• دمای عملکرد و نگهداری:دستگاه می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد عمل کند و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود. این محدوده‌های گسترده، قابلیت اطمینان در محیط‌های خشن را تضمین می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این حداکثر دما و تحمل زمان برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C، IF=20mA مگر اینکه مشخص شده باشد) اندازه‌گیری شده و عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (Iv):از 100 میلی‌کاندلا (حداقل) تا مقدار معمول 320 میلی‌کاندلا متغیر است. این معیاری از روشنایی درک شده نور زرد برای چشم انسان است. محدوده گسترده نشان‌دهنده یک فرآیند دسته‌بندی است.
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 30 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نورانی نصف شدت پیک است. زاویه 30 درجه نشان‌دهنده یک پرتو نسبتاً متمرکز است که برای نشانه‌گیری جهت‌دار مناسب است.
• طول موج پیک و غالب (λp, λd):مقادیر معمول به ترتیب 591 نانومتر و 589 نانومتر هستند. طول موج پیک، قله طیفی است، در حالی که طول موج غالب با رنگ درک شده (زرد درخشان) مرتبط است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):معمولاً 15 نانومتر. این خلوص طیفی نور زرد منتشر شده را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر. این برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5 ولت. یک جریان معکوس پایین مطلوب است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

دیتاشیت به یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای کلیدی اشاره می‌کند که برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید ضروری است.

• CAT (رده‌های شدت نورانی):این کد روی برچسب بسته‌بندی، دسته شدت نورانی خاص برای آن دسته از LEDها را نشان می‌دهد.
• HUE (رده‌های طول موج غالب):این کد دسته طول موج/رنگ را مشخص می‌کند و اطمینان می‌دهد که رنگ زرد در یک تلرانس تعریف شده قرار دارد.
• REF (رده‌های ولتاژ مستقیم):این کد دسته ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد که به طراحی مدارهای درایور ثابت کمک می‌کند، به ویژه زمانی که چندین LED به صورت سری استفاده می‌شوند.

طراحان باید برای انتخاب کدهای مناسب برای نیازهای یکنواختی رنگ و روشنایی کاربرد خود، به نمودارهای دسته‌بندی دقیق سازنده (که در این دیتاشیت اصلی ارائه نشده است) مراجعه کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمولی، بینشی در مورد نحوه رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 591 نانومتر (زرد) به اوج می‌رسد با پهنای باند تقریباً 15 نانومتر، که ماهیت تک‌رنگ چیپ AlGaInP را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار جهت‌داری، زاویه دید 30 درجه را به صورت بصری نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه شدت نور با دور شدن زاویه از محور مرکزی کاهش می‌یابد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این منحنی غیرخطی است، که برای یک دیود معمولی است. این رابطه بین ولتاژ مستقیم اعمال شده و جریان حاصل را نشان می‌دهد. ولتاژ زانو حدود 2.0 ولت است. عملکرد بالاتر از این زانو، تغییرات کوچک در ولتاژ باعث تغییرات بزرگ در جریان می‌شود که نیازمند درایو جریان ثابت برای عملکرد پایدار است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

شدت نورانی عموماً با جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما در نهایت اشباع شده و سپس به دلیل افت بازده و اثرات حرارتی کاهش می‌یابد. این منحنی به تعیین جریان درایو بهینه برای روشنایی مورد نظر در مقابل بازده و طول عمر کمک می‌کند.

4.5 وابستگی دمایی

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:خروجی نوری یک LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این منحنی آن کاهش ریتینگ را کمّی می‌کند که برای کاربردهایی که در دمای محیط بالا عمل می‌کنند حیاتی است.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:این منحنی ممکن است نشان دهد که مشخصه ولتاژ مستقیم چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای سناریوهای درایو ولتاژ ثابت مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج استاندارد 3 میلی‌متری رادیال (گرد) سوراخ‌دار قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی شامل:
- تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند.
- ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد.
- تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
نقشه ابعادی دقیق (که در دیتاشیت اشاره شده است)، فاصله پایه‌ها، قطر بدنه، شکل لنز و ارتفاع کلی را مشخص می‌کند که برای طراحی جای پای PCB و اطمینان از تناسب مناسب در کاربرد حیاتی هستند.

5.2 شناسایی قطبیت و فرم‌دهی پایه‌ها

پایه بلندتر معمولاً آند (مثبت) است. دیتاشیت بر قوانین حیاتی برای فرم‌دهی پایه‌ها برای جلوگیری از آسیب تأکید می‌کند:
- پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
- فرم‌دهی را قبل از لحیم‌کاری انجام دهید.
- از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید. سوراخ‌های PCB ناهمتراز که باعث تنش روی پایه‌ها می‌شوند می‌توانند LED را تخریب کنند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی است.

6.1 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه برای هر پایه.
لحیم‌کاری موجی/دیپ:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.
قانون حیاتی:حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید تا از شوک حرارتی به چیپ LED جلوگیری شود.

6.2 پروفیل لحیم‌کاری توصیه‌شده

یک پروفیل معمولی شامل یک شیب پیش‌گرم، یک مرحله خیساندن حرارتی پایدار، یک پیک کوتاه در 260 درجه سانتی‌گراد و یک شیب خنک‌کننده کنترل شده است. خنک‌کردن سریع توصیه نمی‌شود. فرآیند باید از یک موج لامینار و فلاکس مناسب استفاده کند.

6.3 شرایط نگهداری

LEDها باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شوند. عمر مفید پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر (تا یک سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کننده استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم خودداری کنید.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید مگر اینکه پارامترهای آن (قدرت، زمان) از قبل تأیید شده باشند تا اطمینان حاصل شود که هیچ آسیبی رخ نمی‌دهد، زیرا انرژی اولتراسونیک می‌تواند اپوکسی را ترک دهد یا اتصالات سیمی را آسیب بزند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن بسته‌بندی می‌شوند تا از آسیب ESD جلوگیری شود. اینها در کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند، که سپس در کارتن‌های خارجی برای حمل و نقل بسته‌بندی می‌شوند.
تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه. پنج کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد است:
- CPN:شماره قطعه مشتری.
- P/N:شماره قطعه سازنده (به عنوان مثال، 333-2UYD/S530-A3).
- QTY:تعداد در بسته.
- CAT/HUE/REF:کدهای دسته‌بندی برای شدت نورانی، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم، به ترتیب.
- LOT No:شماره دسته تولید قابل ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

این LED باید با یک مکانیزم محدودکننده جریان راه‌اندازی شود. ساده‌ترین روش یک مقاومت سری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vsupply - Vf) / If. برای منبع تغذیه 5 ولت و یک Vf معمول 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر، R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 اهم. یک IC درایور یا مدار ترانزیستوری برای درایو جریان ثابت توصیه می‌شود، به ویژه زمانی که ثبات روشنایی یا تنظیم نور مورد نیاز است.

8.2 مدیریت حرارت

اگرچه اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 60 میلی‌وات)، مدیریت حرارت مناسب باید در طول طراحی PCB در نظر گرفته شود، به ویژه در دمای محیط بالا یا فضاهای بسته. فاصله کافی بین قطعات و استفاده احتمالی از وایاهای حرارتی می‌تواند به دفع حرارت از پایه‌های LED کمک کند و از افزایش دمای پیوند و در نتیجه کاهش روشنایی و طول عمر جلوگیری کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای زرد فناوری قدیمی (به عنوان مثال، مبتنی بر GaAsP)، این دستگاه AlGaInP بازده نوری به مراتب بالاتر و رنگ زرد اشباع‌شده و خالص‌تری ارائه می‌دهد. زاویه دید 30 درجه، سازش خوبی بین دید گسترده و شدت جهت‌دار ارائه می‌دهد و آن را برای نقش‌های نشانگر و نور پس‌زمینه که در آن پرتو متمرکز مفید است، مناسب می‌سازد. انطباق آن با استاندارهای مدرن عاری از هالوژن و RoHS، یک تمایز کلیدی برای طراحی‌های با آگاهی زیست‌محیطی است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را در 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این ریتینگ خطر آسیب دائمی و تخریب تسریع‌شده را دارد. برای عملکرد قابل اعتماد، در یا زیر 20 میلی‌آمپر توصیه‌شده عمل کنید.
س: تفاوت بین طول موج پیک و غالب چیست؟
ج: طول موج پیک، نقطه اوج خروجی توان طیفی است. طول موج غالب، طول موج تک‌رنگ نوری است که به نظر چشم انسان همان رنگ را دارد. آنها اغلب نزدیک هستند، همانطور که در این مورد است (591 نانومتر در مقابل 589 نانومتر).
س: چرا قانون خم کردن پایه 3 میلی‌متری اینقدر مهم است؟
ج: خم کردن نزدیک‌تر از 3 میلی‌متر به حباب اپوکسی، تنش مکانیکی را مستقیماً به اتصالات سیمی داخلی و دی نیمه‌هادی منتقل می‌کند و به طور بالقوه باعث شکست فوری یا خرابی‌های نهانی می‌شود که بعداً ظاهر می‌شوند.
س: چگونه کدهای CAT/HUE/REF روی برچسب را تفسیر کنم؟
ج: اینها کدهای دسته‌بندی داخلی هستند. برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در محصول خود، باید هنگام سفارش، محدوده‌های دسته‌بندی مورد نظر را مشخص کنید و تأیید کنید که کدهای روی مواد دریافتی با مشخصات شما مطابقت دارند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.چندین LED زرد درخشان برای نشان دادن حالت‌های فعالیت مختلف استفاده می‌شوند. برای اطمینان از ظاهر یکنواخت، طراح یک دسته HUE (طول موج) تنگ و یک دسته CAT (شدت) خاص را از تأمین‌کننده مشخص می‌کند. LEDها از طریق یک پین GPIO میکروکنترلر با یک مقاومت سری که برای عملکرد 15 میلی‌آمپر محاسبه شده است (برای تعادل بین روشنایی و قابلیت اطمینان بلندمدت) راه‌اندازی می‌شوند. چیدمان PCB اطمینان می‌دهد که حداقل فاصله توصیه‌شده 3 میلی‌متر از پد لحیم تا بدنه LED حفظ شود. در طول مونتاژ، از یک فرآیند لحیم‌کاری موجی با پروفیل کنترل‌شده منطبق با دیتاشیت استفاده می‌شود.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور منتشر شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد (~589-591 نانومتر). گنبد رزین پخش‌کننده زرد برای محافظت از چیپ، شکل‌دهی پرتو خروجی نور (زاویه دید 30 درجه) و پخش نور برای ایجاد ظاهر یکنواخت عمل می‌کند.

13. روندهای توسعه فناوری

روند کلی در فناوری LED به سمت بازده بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازده رنگ و هزینه کمتر است. برای LEDهای نوع نشانگر مانند این، روندها شامل مینیاتوری‌سازی بیشتر (به عنوان مثال، پکیج‌های نصب سطحی کوچکتر)، افزایش روشنایی در همان محدوده توان و افزایش قابلیت اطمینان تحت عملکرد دمای بالاتر است. همچنین فشار مداومی برای انطباق گسترده‌تر با مقررات زیست‌محیطی و استفاده از مواد پایدارتر در بسته‌بندی وجود دارد. سیستم ماده زیربنایی AlGaInP بالغ است اما همچنان شاهد اصلاحات در رشد اپیتاکسیال و طراحی چیپ برای استخراج نور بیشتر و بهبود ثبات عملکرد است.