دیتاشیت سری 65-11 ال‌ای‌دی مینی تاپ ویو - بسته‌بندی SMT - آبی 468 نانومتر - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ معمولی 3.2 ولت - جریان 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

سری 65-11 نماینده‌ای از خانواده ال‌ای‌دی‌های مینی تاپ ویو با فناوری نصب سطحی (SMT) است. این قطعات با بسته‌بندی سفید فشرده و طراحی انتشار نور از بالا به پایین که نور از طریق برد مدار چاپی (PCB) ساطع می‌شود، مشخص می‌شوند. این مدل خاص نور آبی با طول موج غالب معمولی 468 نانومتر ساطع می‌کند.

مزایای اصلی این سری شامل زاویه دید بسیار گسترده، بهینه‌سازی برای کوپلینگ کارآمد نور به راهنماهای نوری یا لوله‌ها است. طراحی شامل ویژگی‌هایی برای بهبود عملکرد نوری بوده و کاملاً با استانداردهای زیست‌محیطی بدون سرب (Pb-free) و RoHS مطابقت دارد. محافظ داخلی در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) دستگاه را در حین جابجایی و مونتاژ محافظت می‌کند.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

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

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان مستقیم (I_F):25 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز)
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات
• محافظت ESD (HBM):2000 ولت
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• دمای انبارش (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 110+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری:ریفلو: حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه؛ دستی: حداکثر 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اندازه‌گیری شده در دمای محیط استاندارد 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. تلرانس‌ها برای طراحی حیاتی هستند.

• شدت نور (I_v):112 تا 285 میلی‌کاندلا. تلرانس ±11% است.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمولی). این زاویه گسترشی را تعریف می‌کند که در آن شدت نور حداقل نصف مقدار پیک است.
• طول موج پیک (λ_p):468 نانومتر (معمولی).
• طول موج غالب (λ_d):464.5 تا 476.5 نانومتر. تلرانس ±1 نانومتر است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمولی). این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور آبی است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.90 تا 3.60 ولت. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت.

3. توضیح سیستم باینینگ

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی به دسته‌های مختلف (باین) تقسیم می‌شوند تا یکنواختی در خطوط تولید تضمین شود. طراحان می‌توانند باین‌های خاصی را برای تطابق با نیازهای برنامه کاربردی از نظر یکنواختی رنگ و روشنایی مشخص کنند.

3.1 باینینگ طول موج غالب (گروه A)

سایه دقیق رنگ آبی را تعریف می‌کند. باین‌ها با برچسب A9 تا A12 مشخص می‌شوند، که A9 نشان‌دهنده کوتاه‌ترین محدوده طول موج (464.5-467.5 نانومتر) و A12 نشان‌دهنده طولانی‌ترین محدوده (473.5-476.5 نانومتر) است.

3.2 باینینگ شدت نور

سطح روشنایی را تعریف می‌کند. باین‌ها از R1 (کمترین، 112-140 میلی‌کاندلا) تا S2 (بالاترین، 225-285 میلی‌کاندلا) متغیر هستند.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم (گروه B2)

مشخصه الکتریکی را تعریف می‌کند. باین‌ها با اعداد 36 تا 42 شماره‌گذاری شده‌اند که به محدوده‌های ولتاژ از 2.90-3.00 ولت (باین 36) تا 3.50-3.60 ولت (باین 42) مربوط می‌شوند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی بسته‌بندی

دستگاه دارای فوت‌پرینت فشرده SMT است. ابعاد حیاتی شامل اندازه بدنه، فاصله پایه‌ها و ارتفاع کلی می‌شود. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. قطبیت توسط یک علامت خاص یا پیکربندی پایه روی بسته‌بندی نشان داده می‌شود که در هنگام طراحی PCB و مونتاژ باید رعایت شود.

4.2 بسته‌بندی نوار و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها روی نوار حامل و قرقره برای مونتاژ خودکار پیک و پلیس عرضه می‌شوند. ابعاد قرقره و طراحی جیب نوار به گونه‌ای مشخص شده است که با تجهیزات استاندارد SMT سازگاری داشته باشد. مقدار استاندارد بارگیری 2000 قطعه در هر قرقره است.

4.3 حساسیت به رطوبت و انبارش

قطعات در یک کیسه آلومینیومی مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند. اقدامات احتیاطی حیاتی است: کیسه نباید باز شود تا زمانی که قطعات آماده استفاده باشند. قبل از باز کردن، انبارش باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% باشد. پس از باز کردن، قطعات دارای عمر مفید توصیه شده یک سال در شرایط ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% هستند تا از آسیب ناشی از رطوبت در حین لحیم‌کاری ریفلو جلوگیری شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

روش اصلی توصیه شده لحیم‌کاری، لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) است. حداکثر دمای پیک پروفایل مجاز 260 درجه سلسیوس برای مدت زمان حداکثر 10 ثانیه است. لحیم‌کاری دستی مجاز است اما باید به 350 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه در هر پایه محدود شود تا از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و تراشه نیمه‌هادی جلوگیری شود.

6. پیشنهادات کاربردی

6.1 سناریوهای کاربردی معمول

• شاخص‌های نوری:چراغ‌های وضعیت روی لوازم الکترونیکی مصرفی، کنترل‌های صنعتی و داشبورد خودرو.
• کوپلینگ راهنمای نوری/لوله:انتشار تاپ ویو با زاویه گسترده برای نورپردازی لبه یا تزریق نور به راهنماهای نوری آکریلیک یا پلی‌کربنات ایده‌آل است که معمولاً در نور پس زمینه دکمه‌ها، نشانگرهای پنل و نورپردازی تزئینی استفاده می‌شود.
• نور پس زمینه:مناسب برای نمایشگرهای LCD کوچک، صفحه کلیدها، روشنایی سوئیچ‌ها و نورپردازی تزئینی یا تأکیدی عمومی.
• نورپردازی داخلی خودرو:کاربردهایی مانند نور پس زمینه سوئیچ داشبورد، که در آن قابلیت اطمینان و رنگ یکنواخت از اهمیت بالایی برخوردار است.

6.2 ملاحظات طراحی

• محدودکننده جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیکاملاً الزامی است. ولتاژ مستقیم ال‌ای‌دی دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که افزایش کوچکی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب جریان شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه و جریان مستقیم مورد نظر (معمولاً 20 میلی‌آمپر یا کمتر) محاسبه شود.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، اما اطمینان از اینکه PCB هیت‌سینک کافی را فراهم می‌کند، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار در حداکثر جریان پیوسته، قابلیت اطمینان بلندمدت را افزایش می‌دهد.
• اقدامات احتیاطی ESD:اگرچه دستگاه دارای محافظت داخلی ESD است، اما همچنان باید در حین مونتاژ و نصب، روش‌های استاندارد جابجایی ESD رعایت شود.

7. تست قابلیت اطمینان

محصول تحت مجموعه جامعی از تست‌های قابلیت اطمینان با سطح اطمینان 90% و درصد معیوب قابل تحمل لات (LTPD) 10% قرار می‌گیرد. تست‌های کلیدی شامل موارد زیر است:

• مقاومت در برابر لحیم‌کاری ریفلو
• چرخه دمایی (40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس)
• شوک حرارتی
• انبارش دمای بالا و پایین
• عمر کاری DC (1000 ساعت در 20 میلی‌آمپر)
• دمای بالا/رطوبت بالا (85 درجه سلسیوس/85% رطوبت نسبی به مدت 1000 ساعت)

این تست‌ها استحکام دستگاه را تحت تنش‌های محیطی و عملیاتی معمول در محصولات الکترونیکی تأیید می‌کنند.

8. سوالات متداول (بر اساس داده‌های فنی)

س: مزیت اصلی طراحی "تاپ ویو" چیست؟

ج: نور را عمود بر صفحه PCB و از طریق خود برد ساطع می‌کند. این برای کاربردهایی که از یک لایت پایپ مستقیماً روی ال‌ای‌دی استفاده می‌کنند بهینه است، زیرا کارایی کوپلینگ را به حداکثر می‌رساند و روشنایی یکنواخت با زاویه دید گسترده فراهم می‌کند.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

ج:No.این تقریباً مطمئناً ال‌ای‌دی را از بین می‌برد. ولتاژ مستقیم تقریباً 3.2 ولت است. اتصال مستقیم 5 ولت جریانی را تحمیل می‌کند که به مراتب از حداکثر رتبه فراتر می‌رود و باعث خرابی فوری می‌شود. یک مقاومت سری ضروری است.

س: چگونه مقدار شدت نور را تفسیر کنم؟

ج: شدت نور (اندازه‌گیری شده در میلی‌کاندلا، mcd) روشنایی را همانطور که توسط چشم انسان از یک جهت خاص درک می‌شود نشان می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه به این معنی است که این روشنایی در یک منطقه بسیار وسیع حفظ می‌شود، اما مقدار شدت پیک در امتداد محور مرکزی (0 درجه) اندازه‌گیری می‌شود.

س: اطلاعات باینینگ روی برچسب به چه معناست؟

ج: برچسب شامل کدهایی برای رتبه شدت نور (CAT)، مختصات رنگی (HUE) و رتبه ولتاژ مستقیم (REF) است. این امکان ردیابی را فراهم می‌کند و اطمینان می‌دهد که قطعات با مشخصات نوری و الکتریکی خاصی که در سفارش خود مشخص کرده‌اید دریافت می‌کنید، که برای تطابق رنگ در کاربردهای چند ال‌ای‌دی بسیار مهم است.

9. اصل عملکرد

دستگاه یک منبع نور نیمه‌هادی است. این دستگاه بر اساس یک تراشه نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که یک ماده نیمه‌هادی با شکاف باند مستقیم است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه دستگاه اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال تراشه بازترکیب می‌شوند. در این سیستم ماده خاص (InGaN)، این فرآیند بازترکیب انرژی را عمدتاً به شکل فوتون‌ها در طیف طول موج آبی (حدود 468 نانومتر) آزاد می‌کند. ماده لنز شفاف، تراشه را محصور می‌کند و به شکل‌دهی نور ساطع شده به الگوی زاویه گسترده مورد نظر کمک می‌کند.

10. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: نور پس زمینه پنل سوئیچ ممبران

یک طراح در حال ایجاد یک پنل رابط کاربری با چندین سوئیچ ممبران است که برای قابلیت مشاهده در شرایط نور کم نیاز به نور پس زمینه آبی دارند. پنل از لایت پایپ‌های جداگانه برای هر آیکون سوئیچ استفاده می‌کند که از یک PCB مرکزی هدایت می‌شوند.

انتخاب قطعه:ال‌ای‌دی آبی سری 65-11 انتخاب شده است زیرا انتشار تاپ ویو آن به طور کارآمد به پایه لایت پایپ‌ها کوپل می‌شود. زاویه دید گسترده 120 درجه حتی در صورت عدم تراز کامل، روشنایی یکنواخت در سراسر منطقه آیکون را تضمین می‌کند.

طراحی مدار:منبع تغذیه سیستم 5 ولت است. برای هر ال‌ای‌دی، یک مقاومت محدودکننده جریان محاسبه می‌شود. با استفاده از V_Fمعمولی 3.2 ولت و I_Fهدف 20 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 اهم است. یک مقاومت استاندارد 91 اهم انتخاب می‌شود. اتلاف توان در مقاومت (1.8V)^2 / 91Ω ≈ 36 میلی‌وات است که به خوبی در رتبه یک مقاومت استاندارد 1/8 وات قرار می‌گیرد.

چیدمان PCB:فوت‌پرینت‌های ال‌ای‌دی دقیقاً زیر سوراخ‌های نصب لایت پایپ‌ها قرار می‌گیرند. علائم قطبیت روی چاپ ابریشمی PCB با نشانگر آند/کاتد ال‌ای‌دی مطابقت دارد. اتصالات کوچک رهایی حرارتی روی پد متصل به کاتد ال‌ای‌دی (پد حرارتی، در صورت وجود) استفاده می‌شود تا ضمن ارائه مقداری اتلاف حرارت، به لحیم‌کاری کمک کند.

نتیجه:محصول نهایی نور پس زمینه آبی روشن و یکنواخت را برای تمام سوئیچ‌ها با حداقل مصرف توان و قابلیت اطمینان بالا به دست می‌آورد که توسط تست‌های قابلیت اطمینان مشخص شده قطعه تأیید شده است.