دیتاشیت لامپ LED 1224 USOC/S530-A3 - نارنجی غروب آفتاب - 25mA - 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED با روشنایی بالا را شرح می‌دهد که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی نوری برتر هستند. این دستگاه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید رنگ متمایز نارنجی غروب آفتاب استفاده می‌کند. ویژگی‌های آن شامل قابلیت اطمینان، ساختار مستحکم و انطباق با استانداردهای اصلی زیست‌محیطی و ایمنی از جمله RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm) است. این LED در زوایای دید مختلف و گزینه‌های بسته‌بندی، از جمله نوار و قرقره، برای تطبیق با فرآیندهای مونتاژ گوناگون موجود است.

1.1 کاربردهای هدف

کاربردهای اصلی این لامپ LED شامل نور پس‌زمینه و عملکرد نشانگر در لوازم الکترونیکی مصرفی و دستگاه‌های محاسباتی است. موارد استفاده معمول عبارتند از: تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و لوازم جانبی عمومی کامپیوتر که در آن‌ها روشنایی نارنجی روشن و یکنواخت مورد نیاز است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر رتبه‌بندی‌های مطلق

این دستگاه برای کار در محدوده‌های سختگیرانه الکتریکی و حرارتی طراحی شده تا اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت فراهم شود. جریان مستقیم پیوسته (IF) در 25 mA رتبه‌بندی شده است، با جریان مستقیم پیک (IFP) 160 mA که تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز) مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. اتلاف توان (Pd) به 60 میلی‌وات محدود شده است. محدوده دمای عملیاتی (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد گسترده است، در حالی که شرایط نگهداری (Tstg) برای 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد مجاز است. دمای لحیم‌کاری (Tsol) در طول مونتاژ نباید بیش از 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه باشد.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

پارامترهای کلیدی عملکرد در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور معمول (Iv) 295 میلی‌کاندلا است، با حداقل مقدار مشخص شده 188 میلی‌کاندلا. زاویه دید (2θ1/2) معمولاً 25 درجه است که یک پرتو متمرکز ارائه می‌دهد. طیف نوری توسط طول موج پیک (λp) 621 نانومتر و طول موج غالب (λd) 615 نانومتر تعریف می‌شود، با پهنای باند طیفی (Δλ) 18 نانومتر. از نظر الکتریکی، ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً 2.0 ولت اندازه‌گیری می‌شود، که از حداقل 1.7 ولت تا حداکثر 2.4 ولت متغیر است. جریان معکوس (IR) در ولتاژ معکوس کامل 5 ولت به حداکثر 10 میکروآمپر محدود شده است. عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم (±0.1V)، شدت نور (±10%) و طول موج غالب (±1.0nm) ذکر شده است.

3. توضیح سیستم باینینگ

این محصول از یک سیستم باینینگ برای دسته‌بندی واحدها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد استفاده می‌کند تا یکنواختی را برای کاربر نهایی تضمین کند. این امر در برچسب‌های بسته‌بندی منعکس شده است. کد CAT به رتبه‌های شدت نور اشاره دارد، کد HUE به رتبه‌های طول موج غالب اشاره دارد و کد REF به رتبه‌های ولتاژ مستقیم اشاره دارد. این امر به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های کنترل شده دقیق برای نیازهای کاربرد خاص خود انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. منحنی شدت نسبی در مقابل طول موج، توزیع توان طیفی متمرکز حول 621 نانومتر را نشان می‌دهد. الگوی جهت‌داری، پروفایل تابش فضایی را نشان می‌دهد. منحنی جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V) رابطه نمایی دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی درایور حیاتی است. منحنی شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد. در نهایت، منحنی‌های نشان‌دهنده شدت نسبی در مقابل دمای محیط و جریان مستقیم در مقابل دمای محیط برای درک کاهش حرارتی و پایداری عملکرد در محدوده عملیاتی ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این LED دارای یک بسته‌بندی استاندارد لامپی است. نقشه ابعاد بسته‌بندی، اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی جایگاه PCB و یکپارچه‌سازی مکانیکی را ارائه می‌دهد. نکات کلیدی مشخص می‌کنند که 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 ذکر شده باشد. رنگ رزین شفاف است که اجازه می‌دهد رنگ ذاتی چیپ نارنجی غروب آفتاب قابل مشاهده باشد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی است. برای شکل‌دهی پایه‌ها، خم‌ها باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی فاصله داشته باشند و قبل از لحیم‌کاری انجام شوند تا از تنش جلوگیری شود. سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند. نگهداری باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% برای حداکثر 3 ماه باشد؛ نگهداری طولانی‌تر نیاز به اتمسفر نیتروژن دارد. لحیم‌کاری باید حداقل فاصله 3 میلی‌متری از اتصال تا حباب اپوکسی را حفظ کند. شرایط توصیه شده عبارتند از: برای لحیم‌کاری دستی، نوک هویه در ≤300°C برای ≤3 ثانیه؛ برای لحیم‌کاری غوطه‌وری، پیش‌گرم ≤100°C و حمام در ≤260°C برای ≤5 ثانیه. توصیه می‌شود از نمودار پروفایل لحیم‌کاری پیروی شود. لحیم‌کاری نباید بیش از یک بار تکرار شود. پس از لحیم‌کاری، تا زمانی که LED خنک نشده است از ضربه مکانیکی خودداری کنید. تمیز کردن، در صورت لزوم، باید از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق برای ≤1 دقیقه استفاده کند؛ تمیز کردن اولتراسونیک توصیه نمی‌شود و نیاز به پیش‌تایید صلاحیت دارد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک و نفوذ رطوبت جلوگیری کنند. آن‌ها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن قرار داده می‌شوند، که سپس در کارتن‌های داخلی و در نهایت در کارتن‌های خارجی بسته‌بندی می‌شوند. مقدار استاندارد بسته‌بندی حداقل 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه است، با 4 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی خارجی. برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل فیلدهایی برای CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه)، QTY (تعداد) و کدهای باینینگ CAT، HUE و REF، به همراه شماره LOT برای ردیابی است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه دکمه‌ها یا پنل‌های کوچک و نورپردازی تزئینی در دستگاه‌هایی که رنگ گرم نارنجی غروب آفتاب مطلوب است، ایده‌آل است. قابلیت اطمینان آن، آن را برای لوازم الکترونیکی مصرفی که انتظار می‌رود عمر خدمتی طولانی داشته باشند، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

طراحان باید محدود کردن جریان را در نظر بگیرند، که معمولاً با یک مقاومت سری حاصل می‌شود، تا LED در جریان آزمایشی 20mA یا کمتر کار کند تا روشنایی و طول عمر قابل پیش‌بینی داشته باشد. مدیریت حرارتی روی PCB مهم است، به ویژه اگر از چندین LED استفاده شود یا دمای محیط بالا باشد، زیرا گرمای بیش از حد می‌تواند خروجی نور و عمر را کاهش دهد. زاویه دید باریک آن را برای روشنایی جهت‌دار به جای نورپردازی منطقه وسیع مناسب می‌سازد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای نارنجی استاندارد، استفاده این دستگاه از فناوری AlGaInP معمولاً بازدهی بالاتر و خروجی روشن‌تری برای یک جریان معین ارائه می‌دهد. نقطه رنگ خاص نارنجی غروب آفتاب، زیبایی‌شناسی متمایزی فراهم می‌کند. انطباق آن با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS، REACH، بدون هالوژن) یک تمایز کلیدی برای بازارهایی با الزامات نظارتی سختگیرانه است. موجود بودن روی نوار و قرقره از خطوط مونتاژ خودکار با حجم بالا پشتیبانی می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

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 تک‌رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. برای این LED نارنجی، آن‌ها نزدیک هستند (621 نانومتر در مقابل 615 نانومتر).

س: آیا می‌توانم این LED را با یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

پ: توصیه نمی‌شود. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک منبع ولتاژ ثابت بدون مکانیزم محدودکننده جریان (مانند یک مقاومت یا درایور جریان ثابت) می‌تواند باعث شود جریان مستقیم از حداکثر رتبه‌بندی‌ها فراتر رود و به طور بالقوه به LED آسیب برساند.

س: چرا زمان نگهداری به 3 ماه محدود شده است؟

پ: این موضوع به حساسیت رطوبتی مربوط می‌شود. بسته‌بندی اپوکسی می‌تواند رطوبت محیط را جذب کند، که ممکن است در فرآیند لحیم‌کاری با دمای بالا به بخار تبدیل شده و باعث آسیب (\"پاپ کورن شدن\") شود اگر دستگاه به درستی از قبل پخته نشده باشد.

11. مثال موردی عملی

طراحی یک نشانگر برق برای یک روتر شبکه را در نظر بگیرید. با استفاده از این LED، یک طراح مقدار مقاومت سری را بر اساس ولتاژ تغذیه (مثلاً 5V) و جریان عملیاتی مورد نظر (مثلاً 15mA برای کاهش توان و عمر طولانی‌تر) محاسبه می‌کند. با استفاده از VF معمول 2.0V، مقدار مقاومت R = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω است. یک مقاومت 200 Ω به صورت سری با LED روی PCB قرار می‌گیرد. زاویه دید باریک 25 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که نور نشانگر از جلوی دستگاه به وضوح قابل مشاهده باشد بدون پخش شدید نور.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در منطقه فعال چیپ بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور منتشر شده مطابقت دارد. در این مورد، ماده مهندسی شده است تا فوتون‌ها را در بخش نارنجی-قرمز طیف مرئی، حدود 615-621 نانومتر، منتشر کند. لنز اپوکسی شفاف، چیپ را محصور می‌کند و محافظت مکانیکی ارائه داده و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای توسعه فناوری

روند کلی در فناوری LED به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازده رنگ و هزینه کمتر است. برای LEDهای نشانگر و سیگنالینگ مانند این، روندها شامل کوچک‌سازی بیشتر بسته‌بندی‌ها در حالی که خروجی نور حفظ یا افزایش می‌یابد، پذیرش گسترده‌تر مواد سازگار با محیط زیست و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط سخت است. یکپارچه‌سازی مدار درایور یا ویژگی‌های هوشمند مستقیماً در بسته‌بندی LED نیز یک حوزه توسعه است، اگرچه هنوز برای دستگاه‌های پایه سبک لامپی رایج نیست. فناوری ماده زیربنایی AlGaInP بالغ است اما همچنان شاهد بهبودهای تدریجی در تکنیک‌های رشد اپیتاکسیال برای بازده کوانتومی داخلی بهتر و عملکرد حرارتی است.