ال‌ای‌دی مینی تاپ ویو سری 65-21 - ابعاد 2.0x1.25x0.7 میلی‌متر - ولتاژ 2.7-3.5 ولت - رنگ آبی - توان 0.11 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری 65-21 نماینده‌ای از خانواده ال‌ای‌دی‌های مینی تاپ ویو نصب سطحی (SMD) است. این قطعات به عنوان منابع نوری فشرده و کارآمد، عمدتاً برای مقاصد نشانگر و نور پس‌زمینه طراحی شده‌اند. این سری با پکیج سفید رنگ نصب سطحی خود شناخته می‌شود که چیپ ال‌ای‌دی را در خود جای داده و محافظت محیطی فراهم می‌کند.

مزیت اصلی این سری در طراحی نوری آن نهفته است. پکیج دارای ویژگی‌هایی است که یک زاویه دید گسترده، با مقدار معمول 120 درجه (2θ1/2) ایجاد می‌کند. این امر از طریق طراحی بهینه بازتابنده داخلی درون پکیج محقق شده که استخراج و توزیع نور را بهبود می‌بخشد. این ویژگی، این ال‌ای‌دی‌ها را به ویژه برای کاربردهای مرتبط با لایت پایپ‌ها یا راهنماهای نوری مناسب می‌سازد، جایی که کوپلینگ کارآمد و روشنایی یکنواخت حیاتی است.

بازار هدف شامل الکترونیک مصرفی، فضای داخلی خودرو، کنترل‌های صنعتی و کاربردهای روشنایی عمومی است که در آن‌ها به نور نشانگر قابل اعتماد و کم‌مصرف نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این دستگاه برای کارکرد قابل اعتماد در محدوده‌های زیر مشخص شده است. فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد:

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان فوروارد پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر. حداکثر جریان DC برای کارکرد پیوسته.
• جریان فوروارد پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی با سیکل وظیفه 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات. حداکثر توانی که پکیج می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای کارکرد نرمال.
• دمای انبارداری (T_stg):40- درجه تا 90+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:برای ریفلو IR، دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 260 درجه باید حداکثر 10 ثانیه محدود شود. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان لحیم‌کاری به 3 ثانیه برای هر پایه محدود شود.

2.2 مشخصات الکترو-اپتیکال

پارامترهای کلیدی عملکرد در دمای محیط (T_a) برابر 25 درجه سانتی‌گراد و جریان فوروارد (I_F) برابر 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_v):از حداقل 180 میلی‌کندلا تا حداکثر 360 میلی‌کندلا متغیر است، با تلرانس معمول ±11%. این مقدار روشنایی درک‌شده ال‌ای‌دی را تعریف می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد.
• طول موج پیک (λ_p):468 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی در حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):از 464 نانومتر تا 472 نانومتر متغیر است، با تلرانس ±1 نانومتر. این طول موج، رنگ درک‌شده (آبی) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). عرض طیف منتشرشده در نصف حداکثر توان آن.
• ولتاژ فوروارد (V_F):در جریان 20 میلی‌آمپر از 2.7 ولت (حداقل) تا 3.5 ولت (حداکثر) متغیر است، با تلرانس معمول ±0.05 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم بنینگ

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی در بن‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 بنینگ شدت نور

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F=20mA در سه بن (S1, S2, T1) دسته‌بندی می‌شوند:

- بن S1:180 میلی‌کندلا تا 225 میلی‌کندلا

- بن S2:225 میلی‌کندلا تا 285 میلی‌کندلا

- بن T1:285 میلی‌کندلا تا 360 میلی‌کندلا

3.2 بنینگ طول موج غالب

رنگ آبی از طریق چهار گروه طول موج (AA1 تا AA4) کنترل می‌شود:

- گروه AA1:464.0 نانومتر تا 466.0 نانومتر

- گروه AA2:466.0 نانومتر تا 468.0 نانومتر

- گروه AA3:468.0 نانومتر تا 470.0 نانومتر

- گروه AA4:470.0 نانومتر تا 472.0 نانومتر

3.3 بنینگ ولتاژ فوروارد

ولتاژ فوروارد در هشت بن (B34 تا B41) دسته‌بندی می‌شود که هر کدام محدوده 0.1 ولتی از 2.70 ولت تا 3.50 ولت را پوشش می‌دهند. این امکان را به طراحان می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی با V_Fهمسان را برای تقسیم جریان در مدارهای موازی انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای طراحی ضروری هستند.

• جریان فوروارد در مقابل ولتاژ فوروارد (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد. این منحنی نشان‌دهنده ولتاژ مورد نیاز برای دستیابی به یک جریان درایو خاص است که برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان یا طراحی مدارهای درایور حیاتی است.
• شدت نور نسبی در مقابل جریان فوروارد:نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه در جریان‌های بالاتر که بازده می‌تواند به دلیل گرمایش کاهش یابد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش درجه حرارتی خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد که باید در محیط‌های با دمای بالا در نظر گرفته شود.
• ولتاژ فوروارد در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که V_Fدارای ضریب دمایی منفی است و با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد.
• الگوی تابش:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد و الگوی تابش گسترده و شبه لامبرتین را تأیید می‌کند.
• توزیع طیفی:نموداری که شدت نسبی را در مقابل طول موج ترسیم می‌کند و پیک باریک مشخصه انتشار آبی را که حول 468 نانومتر متمرکز است نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد کلی پکیج

این ال‌ای‌دی دارای فوت‌پرینت فشرده SMD است. ابعاد کلیدی شامل طول بدنه تقریباً 2.0 میلی‌متر، عرض 1.25 میلی‌متر و ارتفاع 0.7 میلی‌متر است. پدهای آند و کاتد به وضوح مشخص شده‌اند. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است.

5.2 طراحی پد لحیم توصیه شده

یک طرح لند پترن ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری قابل اعتماد و تراز مناسب در طول فرآیند ریفلو حاصل شود. پایبندی به این فوت‌پرینت توصیه شده به جلوگیری از پدیده "تومب‌ستونینگ" کمک کرده و اتصال حرارتی و الکتریکی خوبی را تضمین می‌کند.

5.3 شناسایی قطبیت

پکیج دارای یک نشانگر قطبیت است، معمولاً یک شکاف یا نقطه در نزدیکی ترمینال کاتد (منفی). جهت‌گیری صحیح برای عملکرد مدار حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

روش اصلی لحیم‌کاری، لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) است.

• پروفایل ریفلو:حداکثر دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 260 درجه باید حداکثر به 10 ثانیه محدود شود تا از آسیب به پکیج پلاستیکی و باندهای سیمی داخلی جلوگیری شود.
• لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، می‌توان از هویه‌ای با دمای نوک حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد استفاده کرد، با محدودیت زمان لحیم‌کاری به 3 ثانیه برای هر پایه.
• شرایط انبارداری:قطعات در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. اگر کیسه برای بیش از 72 ساعت در محیطی با دمای بیش از 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی بیش از 60% باز مانده باشد، ممکن است قبل از ریفلو نیاز به پخت (بیکینگ) باشد تا از اثر "پاپ‌کورن" در طول لحیم‌کاری جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

ال‌ای‌دی‌ها بر روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند. نوار حامل قطعات را در خود جای می‌دهد و ابعاد قرقره استاندارد است. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. بسته‌بندی شامل یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت با ماده جاذب رطوبت و یک کارت نشانگر رطوبت است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی زیر است:

- CAT:کد بن شدت نور (مثلاً S1, T1).

- HUE:کد گروه طول موج غالب (مثلاً AA2, AA4).

- REF:کد بن ولتاژ فوروارد (مثلاً B36, B40).

- شماره قطعه (PN)، تعداد (QTY) و شماره لات (LOT NO) نیز درج شده‌اند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نشانگرهای نوری:چراغ‌های وضعیت روی الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی.
• کوپلینگ به راهنماهای نوری/لایت پایپ:زاویه دید گسترده و طراحی پکیج، آن را برای انتقال نور از PCB به پنل جلویی یا نمایشگر از طریق یک لایت پایپ آکریلیک یا پلی‌کربنات ایده‌آل می‌سازد.
• نور پس‌زمینه:برای نمایشگرهای LCD، کی‌پدها، سوئیچ‌های ممبران و نمادها.
• روشنایی داخلی خودرو:نور پس‌زمینه داشبورد، روشنایی سوئیچ‌ها و سایر عملکردهای روشنایی داخلی کم‌مصرف، با توجه به اینکه محدوده دمای عملیاتی تا 85+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن I_Fبه مقدار مورد نظر (≤30 میلی‌آمپر DC) استفاده کنید. مقاومت را با استفاده از رابطه R = (V_supply- V_F) / I_F.
• محاسبه کنید.مدیریت حرارتی:
• در حالی که اتلاف توان پایین است، در صورت کار در دمای محیطی بالا یا جریان‌های بالا، اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB یا وایاهای حرارتی برای حفظ عملکرد و طول عمر ضروری است.محافظت در برابر ESD:

این دستگاه برای 1000 ولت (HBM) ریت شده است. در طول مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد برای دست‌کاری ESD را اجرا کنید. برای کاربردهای حساس، افزودن سرکاب‌کننده ولتاژ گذرا روی خطوط را در نظر بگیرید.

9. قابلیت اطمینان و تضمین کیفیت

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

- مقاومت در برابر لحیم‌کاری ریفلو

- چرخه دمایی (40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد)

- شوک حرارتی (10- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد)

- انبارداری در دمای بالا و پایین

- عمر عملیاتی DC (1000 ساعت در 20 میلی‌آمپر)

- دمای بالا/رطوبت بالا (85 درجه سانتی‌گراد/85% رطوبت نسبی)

این تست‌ها استحکام ال‌ای‌دی را تحت تنش‌های مختلف محیطی و عملیاتی تأیید می‌کنند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_pج: طول موج پیک (λ_d) طول موج فیزیکی حداکثر انتشار طیفی است. طول موج غالب (λ_d) طول موج نور تک‌رنگی است که برای چشم انسان همان رنگ ال‌ای‌دی را دارد. λ

برای مشخصه‌گذاری رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با جریان 30 میلی‌آمپر به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، 30 میلی‌آمپر حداکثر ریتینگ جریان فوروارد پیوسته است. با این حال، برای طول عمر بهینه و در نظر گرفتن افزایش حرارت احتمالی در کاربرد، راه‌اندازی آن در جریان پایین‌تری مانند 20 میلی‌آمپر یک روش معمول است و تعادل خوبی بین روشنایی و قابلیت اطمینان فراهم می‌کند.

س: چگونه کدهای بنینگ روی برچسب را تفسیر کنم؟

ج: کدهای سه حرفی (مثلاً CAT:T1, HUE:AA3, REF:B38) به شما امکان می‌دهند ال‌ای‌دی‌هایی با مشخصات کاملاً کنترل شده انتخاب کنید. برای ظاهر یکنواخت در یک محصول، ال‌ای‌دی‌هایی از همان بن یا بن‌های مجاور را برای شدت نور و طول موج غالب مشخص و استفاده کنید.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

1. سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک روتر مصرفی با استفاده از لایت پایپ.انتخاب:

2. یک ال‌ای‌دی از سری 65-21 به دلیل زاویه دید گسترده آن انتخاب کنید که به طور کارآمد با لایت پایپ کوپل می‌شود.طراحی مدار:_Fمنبع تغذیه منطقی روتر 3.3 ولت است. هدف قرار دادن I_F= 15 میلی‌آمپر برای روشنایی کافی و مصرف توان کمتر. با استفاده از V

3. معمول 3.0 ولت (از بن B36)، مقاومت سری را محاسبه کنید: R = (3.3V - 3.0V) / 0.015A = 20 Ω. از یک مقاومت استاندارد 20 Ω, 1/10W استفاده کنید.چیدمان:

4. ال‌ای‌دی را بر اساس طرح پد توصیه شده روی PCB قرار دهید. آن را دقیقاً زیر ورودی لایت پایپ قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که هیچ قطعه بلندی سایه ایجاد نمی‌کند.حرارتی:_Fاتلاف توان ناچیز است (P = V_F* I

≈ 45 میلی‌وات)، بنابراین در این کاربرد داخلی نیازی به هیت‌سینک خاصی نیست.

12. معرفی اصل فنی

این ال‌ای‌دی بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ فوروارد بیش از پتانسیل پیوندگاه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج نور منتشرشده را تعریف می‌کند - در این مورد، در طیف آبی (~468 نانومتر). لنز رزین اپوکسی پکیج شفاف است تا انتقال نور را به حداکثر برساند و برای کنترل زاویه پرتو شکل داده شده است.

13. روندها و زمینه صنعت