دیتاشیت LED لامپ 1533SURD/S530-A3 - قرمز درخشان - 20mcd - 2.0V - 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل LED لامپ 1533SURD/S530-A3 را ارائه می‌دهد. این قطعه یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند عملکرد قابل اعتماد و خروجی نور یکنواخت هستند. حوزه‌های اصلی کاربرد شامل نور پس‌زمینه برای لوازم الکترونیکی مصرفی و عملکردهای نشانگر است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای طیف گسترده‌ای از طراحی‌های الکترونیکی مناسب می‌سازد. این قطعه با انتخاب زوایای دید مختلف در دسترس است که انعطاف‌پذیری طراحی برای نیازهای توزیع نور متفاوت را فراهم می‌کند. قطعه بر روی نوار و قرقره عرضه می‌شود که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار ایده‌آل بوده و کارایی تولید را افزایش می‌دهد. این محصول برای اطمینان از عملکرد پایدار در طول عمر عملیاتی خود، قابل اعتماد و مستحکم ساخته شده است. محصول بدون سرب (Pb-free) بوده و برای حفظ مطابقت با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) و رعایت مقررات زیست‌محیطی طراحی شده است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این سری LED به‌طور ویژه برای کاربردهایی مهندسی شده که نیازمند سطوح روشنایی بالاتر هستند. LEDها در رنگ‌ها و شدت‌های مختلف در دسترس هستند که امکان سفارشی‌سازی بر اساس نیازهای طراحی خاص را فراهم می‌کنند. کاربردهای معمول شامل تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و لوازم جانبی عمومی کامپیوتر می‌شود، جایی که معمولاً برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه دکمه‌ها یا روشنایی نمایشگر استفاده می‌شوند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی LED را همان‌طور که در دیتاشیت تعریف شده است، ارائه می‌دهد.

2.1 انتخاب قطعه و ترکیب مواد

LED از ماده تراشه نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) استفاده می‌کند. این سیستم مواد به دلیل تولید نور با بازدهی بالا در طیف قرمز تا کهربایی شناخته شده است. رنگ منتشر شده به عنوان قرمز درخشان مشخص شده و رنگ رزین بسته‌بندی LED، قرمز پخش‌شونده است که به پراکندگی نور برای دستیابی به زاویه دید گسترده مشخص‌شده کمک می‌کند.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند. جریان مستقیم پیوسته (IF) نباید از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک (IFP) 60 میلی‌آمپر تحت چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) که LED می‌تواند تحمل کند 5 ولت است. اتلاف توان کل (Pd) برای قطعه به 60 میلی‌وات محدود شده است. محدوده دمای کاری (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و محدوده دمای انبارداری (Tstg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد است. دمای لحیم‌کاری (Tsol) به عنوان 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر مدت 5 ثانیه مشخص شده است که یک نیاز استاندارد برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب است.

2.3 ویژگی‌های الکترونوری

ویژگی‌های الکترونوری در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. شدت نور (Iv) مقدار معمول 20 میلی‌کاندلا (mcd) با حداقل 10 mcd دارد. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد، معمولاً 170 درجه است که نشان‌دهنده الگوی انتشار بسیار گسترده است. طول موج پیک (λp) معمولاً 632 نانومتر (nm) و طول موج غالب (λd) معمولاً 624 نانومتر است که هر دو در ناحیه قرمز طیف مرئی قرار می‌گیرند. پهنای باند تابش طیف (Δλ) معمولاً 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً 2.0 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با محدوده‌ای از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) در جریان 20 میلی‌آمپر. جریان معکوس (IR) حداکثر مقدار 10 میکروآمپر (μA) را دارد هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال می‌شود.

دیتاشیت شامل نکات مهم در مورد عدم قطعیت اندازه‌گیری است: ±0.1V برای ولتاژ مستقیم، ±10% برای شدت نور و ±1.0nm برای طول موج غالب. این تلرانس‌ها باید در طول طراحی مدار و کنترل کیفیت در نظر گرفته شوند.

3. تحلیل منحنی عملکرد

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری در مورد رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

منحنی توزیع توان طیفی نور منتشر شده را نشان می‌دهد. معمولاً در حدود 632 نانومتر (قرمز) با پهنای باند مشخص شده به اوج می‌رسد که خلوص رنگ را تأیید می‌کند. نمودار الگوی جهت‌گیری، توزیع شدت در سراسر زاویه دید 170 درجه را نشان می‌دهد که یک پروفایل انتشار لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی رایج برای LEDهای پخش‌شونده را نمایش می‌دهد.

3.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این منحنی اساسی رابطه بین جریان جاری از LED و ولتاژ دو سر آن را به تصویر می‌کشد. این رابطه غیرخطی و مشخصه یک دیود است. منحنی نشان می‌دهد که در جریان کاری معمول 20 میلی‌آمپر، ولتاژ مستقیم تقریباً 2.0 ولت است. طراحان از این منحنی برای تعیین مقدار مقاومت محدودکننده جریان لازم برای یک ولتاژ تغذیه معین استفاده می‌کنند.

3.3 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما ممکن است در جریان‌هایی که به حداکثر مقادیر مجاز مطلق نزدیک می‌شوند، اشباع شود یا باعث گرمای بیش از حد گردد.

3.4 وابستگی به دما

دو نمودار کلیدی اثرات دما را تحلیل می‌کنند:شدت نسبی در مقابل دمای محیطوجریان مستقیم در مقابل دمای محیط. نمودار اول معمولاً کاهش خروجی نور با افزایش دمای محیط را نشان می‌دهد که یک عامل حیاتی برای مدیریت حرارتی در کاربردهای با روشنایی بالا یا چگالی بالا است. نمودار دوم ممکن است رابطه بین ولتاژ مستقیم دیود و دما را نشان دهد که می‌تواند در برخی کاربردها برای حس‌گری دما استفاده شود، اگرچه به صراحت در اینجا ذکر نشده است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

دیتاشیت شامل یک نقشه مکانیکی دقیق از بسته‌بندی LED است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند. نکات کلیدی مشخص می‌کنند که ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد و مگر اینکه خلاف آن اعلام شود، تلرانس عمومی روی ابعاد ±0.25 میلی‌متر است. نقشه فاصله پایه‌ها، اندازه بدنه و ردپای کلی را تعریف می‌کند که برای طراحی چیدمان PCB (برد مدار چاپی) ضروری هستند.

4.2 شناسایی قطبیت

در حالی که در متن ارائه شده به صراحت جزئیات داده نشده است، بسته‌بندی‌های استاندارد LED دارای نشانه‌های آند و کاتد هستند که اغلب توسط یک پایه بلندتر (آند)، یک لبه صاف روی بسته‌بندی یا یک نقطه نزدیک کاتد نشان داده می‌شوند. چیدمان PCB باید این قطبیت را رعایت کند.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است. این بخش نکات حیاتی از دیتاشیت را یکپارچه می‌کند.

5.1 شکل‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی انجام شود. شکل‌دهی همیشه بایدقبل ازلحیم‌کاری انجام شود. باید از اعمال تنش روی بسته‌بندی LED در طول شکل‌دهی اجتناب کرد تا از آسیب داخلی یا شکستگی جلوگیری شود. پایه‌ها باید در دمای اتاق بریده شوند. سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 شرایط انبارداری

LEDها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 70% یا کمتر نگهداری شوند. عمر انبارداری توصیه شده پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای انبارداری طولانی‌تر (تا یک سال)، باید در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده جاذب رطوبت نگهداری شوند. باید از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب اجتناب کرد تا از تشکیل میعان جلوگیری شود.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

اتصال لحیم باید حداقل 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد. شرایط توصیه شده عبارتند از:
لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.
لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه.
یک نمودار پروفایل لحیم‌کاری برای کنترل فرآیند توصیه می‌شود. در حالی که LED داغ است، نباید تنشی به پایه‌ها اعمال شود. لحیم‌کاری غوطه‌وری و دستی نباید بیش از یک بار انجام شود. پس از لحیم‌کاری، LED باید تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، در برابر ضربه مکانیکی محافظت شود. فرآیند خنک‌سازی سریع توصیه نمی‌شود.

5.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق برای حداکثر یک دقیقه استفاده کنید، سپس با هوا خشک کنید. تمیزکاری اولتراسونیک به طور کلی توصیه نمی‌شود. در صورت لزوم استفاده، پارامترهای فرآیند (قدرت، زمان) باید از قبل تأیید صلاحیت شوند تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

5.5 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی یک ملاحظه طراحی حیاتی است. جریان کاری باید بر اساس دمای محیط به طور مناسب کاهش داده شود، با مراجعه به منحنی‌های کاهش درجه در صورت ارائه. دمای اطراف LED در کاربرد باید کنترل شود تا قابلیت اطمینان بلندمدت و حفظ خروجی نور تضمین گردد.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری کنند. آن‌ها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن قرار داده می‌شوند. این کیسه‌ها سپس در کارتن‌های داخلی بسته‌بندی می‌شوند که متعاقباً در کارتن‌های خارجی برای حمل و نقل قرار می‌گیرند.

6.2 تعداد بسته‌بندی

تعداد استاندارد بسته‌بندی حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک است. چهار کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند.

6.3 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی چندین کد هستند: CPN (شماره تولید مشتری)، P/N (شماره تولید)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (رده‌ها - احتمالاً یک کد دسته‌بندی عملکرد)، HUE (طول موج غالب)، REF (مرجع) و LOT No (شماره دسته برای ردیابی).

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

رایج‌ترین کاربرد به عنوان چراغ نشانگر است که توسط یک منبع ولتاژ DC از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی می‌شود. مقدار مقاومت (R) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_supply - V_F) / I_F، که در آن V_F ولتاژ مستقیم LED است (برای طراحی مستحکم از مقدار معمول 2.0V یا حداکثر 2.4V استفاده کنید) و I_F جریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 20 میلی‌آمپر). به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم. یک مقاومت با مقدار کمی بالاتر (مثلاً 180 اهم) حاشیه ایمنی فراهم می‌کند.

7.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه LEDها را با یک جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری راه‌اندازی کنید. هرگز بدون محدودیت جریان مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• چیدمان PCB:اطمینان حاصل کنید که الگوی پد با ابعاد بسته‌بندی مطابقت دارد. در صورت کار در جریان‌های بالا یا دمای محیط بالا، مساحت کافی مس برای اتلاف حرارت فراهم کنید.
• زاویه دید:زاویه دید 170 درجه‌ای این LED را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که نور باید از طیف گسترده‌ای از موقعیت‌ها قابل مشاهده باشد.
• محافظت ESD:در حالی که کیسه در طول انبارداری محافظت فراهم می‌کند، در صورت اتصال LED به رابط‌های خارجی مستعد تخلیه ساکن، مدارهای محافظ ESD روی PCB را در نظر بگیرید.

8. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (λp) طول موجی است که در آن توان نوری منتشر شده حداکثر است. طول موج غالب (λd) طول موج تک‌رنگی نور است که با رنگ درک‌شده نور LED مطابقت دارد. برای LEDها، طول موج غالب اغلب برای درک رنگ انسان مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را در حداکثر جریان پیوسته مطلق 25mA آن به کار ببرم؟
پ: اگرچه ممکن است، اما برای کارکرد قابل اعتماد بلندمدت توصیه نمی‌شود. کار در جریان معمول 20mA یک حاشیه ایمنی در برابر تغییرات ولتاژ مستقیم، ولتاژ تغذیه و دما فراهم می‌کند که در غیر این صورت ممکن است قطعه را فراتر از محدودیت‌هایش براند.

س: چرا اتصال لحیم باید 3mm از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد؟
پ: این فاصله از انتقال گرمای بیش از حد از هویه یا موج لحیم به لنز اپوکسی حساس و تراشه نیمه‌هادی داخلی جلوگیری می‌کند که می‌تواند باعث ترک خوردگی، تغییر رنگ (زرد شدن) یا تخریب ویژگی‌های نوری و الکتریکی شود.

س: شدت نور دارای عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% است. این چگونه بر طراحی من تأثیر می‌گذارد؟
پ: این تلرانس به این معنی است که خروجی نور واقعی بین واحدهای مختلف یک مدل می‌تواند متفاوت باشد. اگر روشنایی یکنواخت برای کاربرد شما حیاتی است (مثلاً در یک آرایه از نشانگرها)، ممکن است نیاز به پیاده‌سازی یک مرحله کالیبراسیون، استفاده از LEDهای از همان دسته تولید یا انتخاب قطعات دسته‌بندی شده برای شدت (در صورت موجود بودن) داشته باشید.

9. مقایسه فنی و موقعیت‌یابی

در حالی که مقایسه مستقیم با مدل‌های خاص دیگر در این دیتاشیت ارائه نشده است، تمایزهای کلیدی این LED را می‌توان استنباط کرد. مزایای اصلی آن شامل زاویه دید بسیار گسترده 170 درجه‌ای است که برای نشانگرهای همه‌جهتی عالی است. استفاده از فناوری AlGaInP معمولاً بازدهی بالاتر و اشباع رنگ بهتر در طیف قرمز در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر ارائه می‌دهد. ترکیب شدت معمول 20mcd در 20mA با ولتاژ مستقیم پایین 2.0V آن را از نظر انرژی کارآمد می‌سازد. راهنمای جامع لحیم‌کاری و مدیریت نشان می‌دهد که برای فرآیندهای مونتاژ صنعتی استاندارد طراحی شده است. مطابقت با RoHS و بدون سرب اطمینان می‌دهد که با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن برای تولید الکترونیک مطابقت دارد.