مشخصات فنی لامپ LED مدل 1383SYGD/S530-E2 - زرد سبز درخشان - 20mA - 2.0V معمولی - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 1383SYGD/S530-E2 یک لامپ LED با روشنایی بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند شدت نور برتر و عملکرد قابل اعتماد هستند. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید نور زرد سبز درخشان استفاده می‌کند و در یک پکیج رزین پخش‌کننده سبز رنگ کپسوله شده است. این محصول برای استحکام و طول عمر بالا در کاربردهای الکترونیکی متنوع طراحی شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این سری چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای سخت مناسب می‌سازد:

• روشنایی بالا:به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند شدت نور بالاتر هستند.
• گزینه‌های زاویه دید:با زوایای دید مختلف برای تطبیق با نیازهای طراحی گوناگون موجود است.
• انعطاف‌پذیری در بسته‌بندی:روی نوار و قرقره (Tape and Reel) برای فرآیندهای مونتاژ خودکار ارائه می‌شود.
• انطباق محیط زیستی:این محصول بدون سرب (Pb-free)، منطبق با استانداردهای RoHS، EU REACH و بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) است.
• قابلیت اطمینان:برای عملکرد قابل اعتماد و مستحکم تحت شرایط کاری مشخص شده ساخته شده است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED بازارهای الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها است. کاربردهای اصلی آن شامل موارد زیر می‌شود:

• تلویزیون‌ها
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و چراغ‌های نشانگر

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیری دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی ذکر شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدوده یا فراتر از آن تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. مناسب برای کار پالسی.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند (junction breakdown) شود.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. حداکثر توانی که پکیج می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد (Ta=25°C) تلف کند.
• دمای کاری (Topr):40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اعتماد.
• دمای انبارداری (Tstg):40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. تحمل پروفیل لحیم‌کاری ریفلو را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):100 میلی‌کاندلا (حداقل)، 200 میلی‌کاندلا (معمولی). این مقدار روشنایی درک‌شده LED را کمّی می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):25 درجه (معمولی). زاویه‌ای که در آن شدت نور نصف مقدار آن در زاویه 0 درجه است.
• طول موج پیک (λp):575 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن تابش طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):573 نانومتر (معمولی). طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمولی). عرض طیفی در نصف شدت حداکثر.
• ولتاژ مستقیم (VF):1.7 ولت (حداقل)، 2.0 ولت (معمولی)، 2.4 ولت (حداکثر) در جریان 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس 5 ولت.

تلرانس‌های اندازه‌گیری:ولتاژ مستقیم: ±0.1 ولت؛ شدت نور: ±10%؛ طول موج غالب: ±1.0 نانومتر.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای مهندسان طراح حیاتی هستند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهد که حول 575 نانومتر متمرکز شده و پهنای باند معمولی 20 نانومتر دارد و نقطه رنگ زرد سبز درخشان را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌دهی

منحنی جهت‌دهی توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد که با زاویه دید معمولی 25 درجه مرتبط است. این منحنی یک الگوی شبه لامبرتین رایج برای پکیج‌های LED پخش‌کننده را نشان می‌دهد.

3.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار برای طراحی درایور ضروری است. رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. در نقطه کاری معمولی 20 میلی‌آمپر، ولتاژ مستقیم تقریباً 2.0 ولت است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار محدودکننده جریان، محدوده ولتاژ مستقیم حداقل-حداکثر (1.7 تا 2.4 ولت) را در نظر می‌گیرد.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی وابستگی خروجی نور به جریان درایو را نشان می‌دهد. در حالی که شدت نور با افزایش جریان زیاد می‌شود، این رابطه کاملاً خطی نیست و کارکرد بالاتر از حداکثر مقدار مجاز مطلق (25 میلی‌آمپر پیوسته) برای جلوگیری از تخریب تسریع‌شده ممنوع است.

3.5 مشخصات حرارتی

دو منحنی کلیدی عملکرد را به دمای محیط مرتبط می‌کنند:

• شدت نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد. سینک حرارتی مؤثر برای حفظ روشنایی حیاتی است.
• جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:ممکن است برای درک نیازهای کاهش ریت (de-rating) استفاده شود، اگرچه یک منحنی کاهش ریت خاص در این دیتاشیت ارائه نشده است. قاعده کلی این است که جریان درایو را در دمای محیط بالاتر کاهش دهیم تا در محدوده توان تلف شده باقی بمانیم.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج استاندارد لامپی ارائه می‌شود. نکات ابعادی کلیدی از دیتاشیت شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد.
• تلرانس عمومی برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است، مگر اینکه روی نقشه طور دیگری مشخص شده باشد.

ملاحظه طراحی:برای طراحی جای پایه PCB، نقشه ابعادی دقیق مورد نیاز است تا فاصله پایه‌ها و ارتفاع ایستاده (standoff height) به درستی رعایت شود.

4.2 شناسایی قطبیت

قطبیت معمولاً توسط طول پایه یا یک شکاف/صفحه روی پکیج نشان داده می‌شود. کاتد معمولاً پایه کوتاه‌تر یا پایه مجاور به سمت صاف است. طراحان باید برای روش شناسایی دقیق به نقشه پکیج مراجعه کنند تا از بایاس معکوس در حین مونتاژ جلوگیری شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب حیاتی است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها را قبل از لحیم‌کاری فرم دهید.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید. سوراخ‌های ناهمتراز PCB که باعث تنش در پایه می‌شوند می‌توانند اپوکسی و LED را تخریب کنند.
• پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید.

5.2 شرایط نگهداری

• توصیه شده: ≤30 درجه سانتی‌گراد و ≤70% رطوبت نسبی (RH).
• عمر مفید پس از حمل و نقل: 3 ماه تحت شرایط توصیه شده.
• 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 (condensation) خودداری کنید.

5.3 پارامترهای لحیم‌کاری

قاعده حیاتی:حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:

دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد (هویه حداکثر 30 وات).

زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.

لحیم‌کاری موجی یا غوطه‌وری:

دمای پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه).

دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 5 ثانیه.

نکات کلی لحیم‌کاری:

• در حین عملیات دمای بالا از اعمال تنش به پایه‌ها خودداری کنید.
• لحیم‌کاری غوطه‌وری/دستی را بیش از یک بار انجام ندهید.
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک نشده است، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.
• از خنک‌کردن سریع از دمای پیک خودداری کنید.
• همیشه از کمترین دمای مؤثر لحیم‌کاری استفاده کنید.
• پارامترهای لحیم‌کاری موجی باید به شدت کنترل شوند.

5.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• قبل از استفاده در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنیدمگر اینکه تحت شرایط خاص از قبل تأیید صلاحیت شده باشد، زیرا می‌تواند باعث آسیب شود.

6. مدیریت حرارتی و الکتریکی

6.1 مدیریت حرارت

طراحی حرارتی مناسب برای عملکرد و طول عمر ضروری است.

• مدیریت حرارت باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود.
• جریان درایو باید در دمای محیط بالاتر به طور مناسب کاهش ریت (de-rated) شود. (به منحنی کاهش ریت مراجعه کنید که باید از مشخصات محصول مشورت گرفته شود).
• دمای اطراف LED در کاربرد نهایی باید کنترل شود.

6.2 حساسیت به ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

این محصول به تخلیه الکترواستاتیک یا ولتاژ موج (surge voltage) حساس است. ESD می‌تواند به پیوند نیمه‌هادی آسیب برساند. رویه‌های صحیح مدیریت ESD (استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، مچ‌بند، فوم رسانا) باید در تمام فرآیندهای جابجایی و مونتاژ رعایت شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که در برابر آسیب الکترواستاتیک، الکترومغناطیسی و رطوبت محافظت شوند.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن با مواد مقاوم در برابر رطوبت.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن داخلی.
• بسته‌بندی سوم:کارتن بیرونی برای حمل و نقل.

7.2 تعداد در بسته

• حداقل 200 تا 500 عدد در هر کیسه ضد استاتیک.
• 5 کیسه در هر کارتن داخلی.
• 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی.

7.3 توضیح برچسب‌ها

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی زیر هستند:

• CPN:شماره تولید مشتری
• P/N:شماره تولید
• QTY:تعداد در بسته
• CAT:رده‌ها (مثلاً سطل روشنایی)
• HUE:طول موج غالب
• REF:مرجع
• LOT No:شماره LOT برای ردیابی

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 طراحی مدار درایور

با توجه به محدوده ولتاژ مستقیم (1.7 تا 2.4 ولت)، استفاده از یک درایور جریان ثابت به شدت به جای یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری ساده توصیه می‌شود. یک درایور جریان ثابت، روشنایی یکنواخت بین قطعات و در تغییرات دما را صرف نظر از پراکندگی ولتاژ مستقیم تضمین می‌کند. درایور باید طوری طراحی شود که از حد جریان پیوسته 25 میلی‌آمپر تجاوز نکند.

8.2 چیدمان PCB و اتلاف حرارت

اگرچه این یک قطعه کم‌توان است، توجه به مسیرهای حرارتی روی PCB طول عمر را بهبود می‌بخشد. از مساحت کافی مس متصل به پایه‌های LED به عنوان سینک حرارتی استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که ماده PCB می‌تواند پروفیل لحیم‌کاری توصیه شده را تحمل کند.

8.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 25 درجه و رزین پخش‌کننده سبز، این LED را برای مشاهده مستقیم یا به عنوان نور پس‌زمینه با راهنماهای نور مناسب می‌سازد. برای کاربردهای نشانگر، شدت نور مورد نیاز (معمولاً 200 میلی‌کاندلا) را در برابر شرایط نور محیطی در نظر بگیرید. پکیج پخش‌کننده یک الگوی نور گسترده و یکنواخت ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این مقدار خطر آسیب دائمی و باطل شدن مشخصات قابلیت اطمینان را دارد. برای روشنایی بالاتر، LEDای را انتخاب کنید که برای جریان بالاتر ریت شده است.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک (575 نانومتر) و طول موج غالب (573 نانومتر) چیست؟

پاسخ: طول موج پیک، قله فیزیکی منحنی تابش طیفی است. طول موج غالب نقطه ادراکی "رنگ" است که توسط چشم انسان دیده می‌شود و از طیف و توابع تطبیق رنگ CIE محاسبه می‌شود. این دو اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

سوال 3: آیا یک مقاومت محدودکننده جریان برای راه‌اندازی این LED از منبع 5 ولت کافی است؟

پاسخ: می‌تواند باشد، اما بهینه نیست. مقدار مقاومت باید برای بدترین حالت ولتاژ مستقیم محاسبه شود (برای جلوگیری از جریان بیش از حد). این امر منجر به تغییر روشنایی بین LEDهای مختلف و استفاده ناکارآمد از توان می‌شود. یک مدار جریان ثابت ساده یا IC درایور LED اختصاصی برای عملکرد یکنواخت ترجیح داده می‌شود.

سوال 4: حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی چقدر حیاتی است؟

پاسخ: بسیار حیاتی. لحیم‌کاری نزدیک‌تر از 3 میلی‌متر می‌تواند رزین اپوکسی را در معرض حرارت بیش از حد قرار دهد و به طور بالقوه باعث ترک خوردگی، تغییر رنگ (زرد شدن)، لایه‌لایه شدن یا شکست اتصال سیم داخلی شود که منجر به خرابی فوری یا زودرس قطعه می‌شود.

10. فناوری و اصل عملکرد

این LED بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در دو سر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب می‌شوند. در LEDهای AlGaInP، این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) در ناحیه زرد-سبز طیف مرئی (حدود 573 تا 575 نانومتر) آزاد می‌کند. رنگ خاص توسط ترکیب دقیق آلیاژ AlGaInP تعیین می‌شود. ماده کپسوله‌کننده رزین پخش‌کننده سبز، از چیپ نیمه‌هادی محافظت می‌کند، به عنوان لنز برای شکل‌دهی به پرتو نور خروجی (زاویه دید 25 درجه) عمل می‌کند و نور نقطه‌ای را به یک تابش پخش‌شده یکنواخت‌تر تبدیل می‌کند که برای نشانگرها و نورهای پس‌زمینه مناسب است.