فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. توضیح جزئیات پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 منحنی رابطه جریان مستقیم با ولتاژ مستقیم
- 4.2 رابطه شدت نور با جریان مستقیم
- 4.3 وابستگی به دما
- 4.4 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل دمایی ریفلو
- 6.2 شرایط نگهداری
- 6.3 نظافت
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی و پیکربندی مدار
- 8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک
- 9. مقایسه فنی و تمایز
- 10. پرسشهای متداول
- 10.1 تفاوت طول موج پیک با طول موج غالب چیست؟
- 10.2 چرا از جریان تست 20mA استفاده میشود؟
- 10.3 چگونه میتوان درجهبندی روشنایی صحیح را انتخاب کرد؟
- 10.4 آیا میتوان این LED را مستقیماً با پایههای میکروکنترلر 3.3V یا 5V راهاندازی کرد؟
- 11. طراحی عملی و نمونههای کاربردی
- 12. اصول عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTST-C150KFKT یک LED نصب سطحی با روشنایی بالا است که به طور خاص برای کاربردهای الکترونیکی مدرنی طراحی شده که نیاز به روشنایی نشانگر نارنجی قابل اعتماد و کارآمد دارند. این قطعه از یک تراشه نیمههادی پیشرفته AlInGaP استفاده میکند که به دلیل تولید شدت نوری بالا و بازدهی عالی در محدوده طیفی نارنجی-قرمز شناخته شده است. این المان در یک بستهبندی استاندارد EIA ارائه میشود که با سیستمهای مونتاژ خودکار قطعات سطحی مورد استفاده در تولید انبوه سازگار است. دستگاه به صورت نوار حامل 8 میلیمتری عرضه میشود که روی قرقرهای به قطر 7 اینچ پیچیده شده است و این امر، جابجایی و پردازش کارآمد را ممکن میسازد.
هدف طراحی اصلی آن ارائه عملکرد نوری یکنواخت، سازگاری با فرآیندهای لحیمکاری بدون سرب و انطباق با استانداردهای زیستمحیطی مانند RoHS است. ماده لنز "Water Clear" اجازه میدهد تا رنگ ذاتی تراشه بدون پراکندگی یا انحراف رنگ قابل توجهی ساطع شود و در نتیجه خروجی نور نارنجی اشباع شدهای تولید کند.
2. توضیح جزئیات پارامترهای فنی
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این مقادیر نامی، محدودههای تنشی را تعریف میکنند که میتوانند منجر به آسیب دائمی قطعه شوند. عملکرد در این محدوده یا فراتر از آن تضمین نمیشود و برای اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت، باید از چنین شرایط عملیاتی اجتناب کرد.
- اتلاف توان:75 mW. این حداکثر توان کلی است که بستهبندی در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد میتواند تلف کند. فراتر رفتن از این حد خطر آسیب ناشی از گرمای بیش از حد به پیوند نیمههادی را دارد.
- جریان مستقیم رو به جلو:30 mA. حداکثر جریان مستقیم پیوسته رو به جلویی که میتوان اعمال کرد.
- جریان اوج رو به جلو:80 mA. این جریان تنها تحت شرایط پالس مجاز است تا با موجهای جریان کوتاهمدت مقابله کند.
- عامل کاهش ظرفیت:برای جلوگیری از تنش گرمایی بیش از حد، با هر درجه سانتیگراد افزایش دمای محیط، حداکثر جریان مستقیم مجاز باید ۰.۴ میلیآمپر کاهش یابد.
- ولتاژ معکوس:5 V. اعمال ولتاژ معکوس بیش از این مقدار ممکن است منجر به شکست و خرابی شود.
- محدوده دمای کار و ذخیرهسازی:55- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. دستگاه میتواند در این محدوده کامل کار کرده و ذخیره شود.
- تحمل دمای لحیمکاری:دستگاه میتواند 5 ثانیه در دمای 260 درجه سانتیگراد برای لحیمکاری موجی یا مادون قرمز و 3 دقیقه در دمای 215 درجه سانتیگراد برای لحیمکاری بخار را تحمل کند.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمولی هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازهگیری شدهاند.
- شدت نور:45.0 mcd، مقدار معمول 90.0 mcd. این خروجی نوری است که بر حسب میلیکاندلا اندازهگیری میشود. این مقدار با استفاده از سنسوری که فیلتر شده تا با منحنی پاسخ طیفی چشم انسان مطابقت داشته باشد، اندازهگیری شده است.
- زاویه دید:مقدار معمول 130°. این زاویه دید گسترده نشاندهنده انتشار نور در یک الگوی لامبرتی وسیع است که برای کاربردهای نیازمند قابلیت مشاهده در محدوده وسیع مناسب میباشد.
- طول موج اوج انتشار:مقدار معمول 611 نانومتر. طول موج خاصی که قویترین خروجی طیفی را دارد.
- طول موج غالب:مقدار معمول 605 نانومتر. این طول موج منفردی است که رنگ LED را تعریف میکند و توسط چشم انسان درک میشود، برگرفته از نمودار رنگی CIE.
- عرض نیمارتفاع خط طیفی:مقدار معمول 17 نانومتر. این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریکتر به معنای خروجی نزدیکتر به تکرنگ است.
- ولتاژ مستقیم:در IF=20mA، حداقل 2.0V، معمولی 2.4V. افت ولتاژ دو سر LED در حین کار. این برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
- جریان معکوس:در VR=5V، حداکثر 10 µA. جریان نشتی کوچک هنگام بایاس معکوس دستگاه.
- خازن:در VF=0V و f=1MHz، مقدار معمولی 40 pF. ظرفیت خازنی پیوند، ممکن است برای کاربردهای سوئیچینگ پرسرعت مرتبط باشد.
3. توضیح سیستم درجهبندی
شدت نور LED ممکن است بسته به دسته تولید متفاوت باشد. برای اطمینان از یکنواختی برای کاربر نهایی، محصولات بر اساس عملکرد اندازهگیری شده در "ردههای" مختلف طبقهبندی میشوند. برای LTST-C150KFKT، مبنای اصلی ردهبندی، شدت نور در جریان 20mA است.
- کد ردهبندی P:45.0 - 71.0 mcd
- کد دستهبندی Q:71.0 - 112.0 mcd
- کد دستهبندی R:112.0 - 180.0 mcdکد باینینگ S:180.0 - 280.0 mcd
برای هر باین روشنایی، تلرانس +/-15% اعمال شده است. هنگام طراحی سیستمهایی که نیاز به یکنواختی دقیق روشنایی دارند، تعیین یک کد باینینگ واحد یا آگاهی از محدوده باینینگ برای جلوگیری از تفاوتهای قابل مشاهده در روشنایی ضروری است.
4. تحلیل منحنی عملکرد
اگرچه برگه مشخصات به نمودارهای خاصی ارجاع داده است، اما ویژگیهای ضمنی آن، ویژگیهای استاندارد LEDهای AlInGaP هستند که برای طراحی ضروری میباشند.
4.1 منحنی رابطه جریان مستقیم با ولتاژ مستقیم
این رابطه نمایی است. افزایش جزئی ولتاژ پس از عبور از آستانه روشنشدن، منجر به افزایش قابل توجه جریان میشود. به همین دلیل LED باید توسط یک منبع محدودکننده جریان، و نه یک منبع ولتاژ ثابت، راهاندازی شود تا از فرار حرارتی و آسیبدیدن جلوگیری شود.
4.2 رابطه شدت نور با جریان مستقیم
در محدودهی کاری، خروجی نور معمولاً با جریان مستقیم متناسب است. با این حال، بازده معمولاً در جریانهای کمتر از حداکثر مقدار نامی به اوج میرسد و در جریانهای بالاتر به دلیل افزایش حرارت کاهش مییابد.
4.3 وابستگی به دما
شدت نور و ولتاژ مستقیم وابستگی دمایی دارند. با افزایش دمای پیوند:
- شدت نور کاهش مییابد:ممکن است خروجی بهطور قابلتوجهی کاهش یابد، که عاملی است که باید در مدیریت حرارتی در نظر گرفته شود.
- ولتاژ مستقیم کاهش مییابد:VF دارای ضریب دمایی منفی است. اگر دمای محیط به میزان قابل توجهی تغییر کند، این امر بر جریان در مدار محدودکننده مقاومتی ساده تأثیر میگذارد.
4.4 توزیع طیفی
منحنی خروجی طیفی حول طول موج اوج 611 نانومتر متمرکز خواهد بود. پهنای نیمحداکثر 17 نانومتر نشاندهنده طیف نسبتاً باریک است که مشخصه نیمههادیهای دارای شکاف انرژی مستقیم مانند AlInGaP بوده و نور نارنجی خالصی تولید میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
دستگاه مطابق با استاندارد EIA برای اشکال بستهبندی سطحنصب است. توضیحات ابعاد کلیدی شامل موارد زیر میشود:
- 所有主要尺寸均以毫米为单位。مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس استاندارد ±0.10 میلیمتر است.
مشخصات شامل نقشههای دقیق ابعاد خود LED است که برای ایجاد الگوی پدهای PCB حیاتی میباشد. همچنین طرح پیشنهادی چیدمان پدها برای اطمینان از تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد و همترازی صحیح در طول فرآیند لحیم کاری رفلو ارائه شده است. قطبیت توسط علامت کاتد روی قطعه که معمولاً یک فرورفتگی، خط سبز یا علامت بصری دیگر در یک سمت بستهبندی است، نشان داده میشود.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل دمایی ریفلو
مشخصات فنی دو منحنی دمای پیشنهادی برای لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز ارائه میدهد:
- فرآیند متعارف:منحنی استاندارد مناسب برای آلیاژ لحیم قلع-سرب.
- فرآیند بدون سرب:منحنی بهینهشده برای خمیرهای لحیمکاری بدون سرب مانند SAC. این منحنی معمولاً دمای اوج بالاتری دارد تا با نقطه ذوب بالاتر آلیاژهای بدون سرب سازگار شود. زمان بالای خط مایع و نرخ افزایش دما برای جلوگیری از شوک حرارتی و اطمینان از تشکیل اتصال لحیم مناسب بدون آسیب به پوشش اپوکسی LED حیاتی است.
6.2 شرایط نگهداری
LED یک قطعه حساس به رطوبت است. قرار گرفتن طولانیمدت در معرض رطوبت محیطی ممکن است منجر به پدیده "پاپ کورن" شود، که در آن رطوبت جذبشده در طول فرآیند ریفلو حرارتی بالا به سرعت تبخیر میشود.
- شرایط نگهداری توصیهشده:دمای حداکثر 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی حداکثر 70%.
- زمان باز کردن بسته:اگر LED از کیسه ضد رطوبت اصلی خارج شده باشد، باید در عرض یک هفته عملیات لحیمکاری بازجریانی روی آن انجام شود.
- ذخیرهسازی/پخت طولانیمدت:برای مواردی که بیش از یک هفته خارج از بستهبندی اصلی نگهداری میشوند، باید در ظرف دربسته حاوی جاذب رطوبت یا در محیط نیتروژن ذخیره شوند. LEDهایی که بیش از یک هفته به این شکل نگهداری شدهاند، قبل از لحیمکاری باید حداقل 24 ساعت در دمای حدود 60 درجه سانتیگراد پخت شوند تا رطوبت آنها خارج گردد.
6.3 نظافت
تنها از مواد تمیزکننده مشخصشده استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز یا محفظه اپوکسی آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، غوطهوری در اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه توصیه میشود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
محصول در بستهبندی استاندارد صنعتی مناسب برای مونتاژ خودکار ارائه میشود:
- نوار حامل و قرقره:نوار حامل بافشردهسازی 8 میلیمتری.
- ابعاد قرقره:قطر 7 اینچ.
- تعداد در هر رول:3000 عدد.
- حداقل مقدار سفارش:مقدار باقیمانده: از 500 عدد قابل سفارش است.
- استاندارد بستهبندی:مطابق با استاندارد ANSI/EIA-481-1-A-1994. جایگاههای خالی در حاملنوار با درپوشنوار مهر و موم میشوند.
مدل LTST-C150KFKT از سیستم کدگذاری معمول سازنده پیروی میکند که در آن عناصر ممکن است نشاندهنده سری، رنگ، درجهبندی روشنایی، نوع لنز و بستهبندی باشند.
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
این LED برای کاربردهای گستردهای که نیاز به نشانگر وضعیت نارنجی، نور پسزمینه یا روشنایی تزئینی دارند، مناسب است، از جمله:
- محصولات الکترونیکی مصرفی.
- پنلهای کنترل صنعتی و ابزار دقیق.
- روشنایی داخلی خودرو.
- روشنایی تابلوها و تزئینات.
- چراغ نشانگر عمومی روی PCB.
نکته مهم:مشخصات فنی به صراحت بیان میکند که این LED برای "دستگاههای الکترونیکی معمولی" مناسب است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان بسیار بالا دارند و خرابی ممکن است جان یا سلامتی را به خطر بیندازد، قبل از طراحی با سازنده مشورت کنید.
8.2 ملاحظات طراحی و پیکربندی مدار
روشهای راهاندازی:LED یک قطعه جریانمحور است. مهمترین قانون طراحی، کنترل جریان مستقیم است.
- مدار پیشنهادی:برای هر LED از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. این امر هنگام اتصال موازی چندین LED حیاتی است، زیرا تفاوتهای طبیعی ولتاژ مستقیم (VF) هر LED را جبران میکند. بدون مقاومت جداگانه، LED با VF کمی پایینتر به طور نامتناسبی جریان بیشتری جذب میکند که منجر به روشنایی ناهموار و احتمال خرابی ناشی از جریان بیش از حد میشود.
- مدار توصیهنشده:اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی و استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان مشترک توصیه نمیشود، زیرا خطر توزیع نابرابر جریان که در بالا ذکر شد وجود دارد.
مقدار مقاومت سری با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: R = / I_desired. برای طراحی محافظهکارانه، همیشه از مقدار معمول یا حداکثر VF موجود در دیتاشیت استفاده کنید.
8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک
LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. ESD میتواند منجر به آسیبهای پنهان یا فاجعهبار شود که به صورت جریان نشتی معکوس بالا، ولتاژ مستقیم پایین یا عدم نوردهی در جریانهای کم ظاهر میشود.
اقدامات احتیاطی شامل موارد زیر است:
- هنگام کار از مچبند رسانا یا دستکش ضداستاتیک استفاده کنید.
- اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاههای کاری، تجهیزات و قفسههای ذخیرهسازی به درستی زمین شدهاند.
- از یونژنراتور برای خنثیسازی بارهای الکترواستاتیکی که ممکن است روی لنزهای پلاستیکی جمع شوند، استفاده کنید.
برای آزمایش آسیب احتمالی ESD، بررسی کنید که آیا LED روشن میشود و VF آن را در جریان آزمایش پایین اندازهگیری کنید. قرائتهای غیرعادی نشاندهنده احتمال آسیب هستند.
9. مقایسه فنی و تمایز
مزیت کلیدی متمایزکننده LTST-C150KFKT از سیستم مواد و طراحی بستهبندی آن ناشی میشود:
- فناوری تراشه AlInGaP:در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP استاندارد، AlInGaP بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتر، پایداری دمایی بهتر و طول عمر طولانیتری ارائه میدهد. این امر آن را برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت مشاهده بالا و قابلیت اطمینان هستند، برتر میسازد.
- لنز Water Clear:در مقایسه با لنزهای پراکنده یا رنگی، رنگهای اشباعتر و زندهتری ارائه میدهد که نور را پراکنده کرده و ممکن است خلوص رنگ را کاهش دهند. این برای کاربردهایی که تعریف رنگ در آنها مهم است، ایدهآل است.
- بدون سرب و مطابق با RoHS:مطابق با مقررات زیستمحیطی مدرن است که برای اکثر محصولات الکترونیکی فروختهشده امروزی اجباری میباشد.
- زاویه دید گسترده:قابلیت دید عالی خارج از محور را فراهم میکند که برای چراغهای نشانگر پنلی که نیاز به مشاهده از زوایای مختلف دارند، مفید است.
10. پرسشهای متداول
10.1 تفاوت طول موج پیک با طول موج غالب چیست؟
طول موج پیکطول موج فیزیکی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع میکند و مستقیماً از اندازهگیری طیف به دست میآید.طول موج غالبیک مقدار محاسباتی مبتنی بر درک رنگ چشم انسان است که به بهترین وجه نمایانگر رنگ واحد مشاهدهشده توسط ماست. برای LEDهای تکرنگ مانند این نارنجی، معمولاً بسیار نزدیک هستند، اما λd پارامتری مرتبطتر برای مشخصات رنگ در طراحی است.
10.2 چرا از جریان تست 20mA استفاده میشود؟
20mA بهطور تاریخی جریان درایو استاندارد برای بسیاری از LEDهای سیگنال کوچک بوده است که تعادل خوبی بین روشنایی، بازده و مصرف توان ارائه میدهد. این جریان بهعنوان یک نقطه مرجع مشترک برای مقایسه مدلهای مختلف LED عمل میکند. کاربرد شما میتواند از جریان متفاوتی استفاده کند، اما تمام پارامترهای عملکردی متناسب با آن تغییر خواهند کرد و شما باید در محدوده مقادیر حداکثر مطلق باقی بمانید.
10.3 چگونه میتوان درجهبندی روشنایی صحیح را انتخاب کرد؟
درجهبندی را بر اساس نیازمندی روشنایی و تلرانس یکنواختی کاربرد انتخاب کنید. برای یک نشانگر تکی، هر درجهبندی ممکن است کافی باشد. برای آرایهای که در آن تمام LEDها باید به یک اندازه روشن به نظر برسند، باید یک درجهبندی منفرد و تنگ را مشخص کرده و ممکن است برای پوشاندن تفاوتهای جزئی باقیمانده از پخش نوری استفاده کنید.
10.4 آیا میتوان این LED را مستقیماً با پایههای میکروکنترلر 3.3V یا 5V راهاندازی کرد؟
نمیتواند مستقیماً راهاندازی شود.پایههای GPIO میکروکنترلر منبع ولتاژ هستند، نه منبع جریان، و معمولاً نمیتوانند در حین حفظ ولتاژ خروجی خود، جریان ثابت 20mA را تأمین کنند. مهمتر از آن، نمیتوانند در برابر ضریب دمای منفی LED محافظت کنند. شمابایدهمانطور که در بخش 8.2 توضیح داده شد، از مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. برای منبع تغذیه 3.3 ولت و جریان هدف 20 میلیآمپر، مقدار مقاومت تقریباً 3.3V / 0.02A = 45 اهم است. یک مقاومت استاندارد 47 اهم انتخاب مناسبی خواهد بود.
11. طراحی عملی و نمونههای کاربردی
صحنه:طراحی پنل نشانگر وضعیت برای تجهیزات صنعتی که به سه LED نارنجی روشن و یکنواخت برای نشان دادن وضعیت "سیستم در حال کار" نیاز دارند.
- انتخاب قطعات:LTST-C150KFKT به دلیل روشنایی بالا، رنگ نارنجی و بستهبندی SMD مناسب برای مونتاژ خودکار انتخاب شده است.
- طراحی مدار:ریل تغذیه سیستم 5V است. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی، از سه مدار درایو یکسان استفاده شده است که هر کدام برای یک LED. با استفاده از VF معمولی 2.4V و جریان طراحی 20mA، مقدار مقاومت سری محاسبه میشود: R = / 0.02A = 130 اهم. نزدیکترین مقدار استاندارد 130 یا 120 اهم انتخاب میشود. قدرت نامی مقاومت *0.02A = 0.052W است، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/8W بهراحتی کافی است.
- چیدمان PCB:از ابعاد پد پیشنهادی سازنده در دیتاشیت برای ایجاد الگوی پدهای PCB استفاده کنید. فاصله کافی بین LEDها برای کمک به دفع حرارت حفظ شود.
- ملاحظات حرارتی:پنل در داخل محفظه قرار دارد. برای کاهش افت نور ناشی از افزایش دما، سوراخهای کوچک انتقال حرارت در نزدیکی پدهای LED قرار داده شدهاند تا گرما را به لایههای دیگر PCB هدایت کنند و محفظه نیز دارای تهویه است.
- خرید:برای اطمینان از یکنواختی بصری، سفارش خرید برای تمامی ۳۰۰۰ قطعه مورد نیاز تولید، "کد دستهبندی S" را مشخص کرده است.
12. اصول عملکرد
در LTST-C150KFKT، گسیل نور بر اساس الکترولومینسانس در پیوند p-n نیمههادی ساخته شده از ماده AlInGaP است. هنگامی که ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار در ناحیه فعال نیمههادی بازترکیب میشوند، انرژی آزاد میکنند. در مواد با گاف نواری مستقیم مانند AlInGaP، این انرژی عمدتاً به شکل فوتون آزاد میشود. طول موج خاص نور گسیلشده توسط انرژی گاف نواری ماده نیمههادی تعیین میشود که در فرآیند رشد بلور برای حدود ۲.۰۳ eV طراحی شده است که مربوط به نور نارنجی با طول موج حدود ۶۱۱ نانومتر است. رزین اپوکسی "Water Clear" از تراشه محافظت میکند، پایداری مکانیکی فراهم میکند و به عنوان لنز عمل کرده تا پرتو خروجی نور را شکل دهد.
13. روندهای فناوری
توسعه فناوری LED همچنان بر چند حوزه کلیدی مرتبط با قطعاتی مانند LTST-C150KFKT متمرکز است:
- افزایش کارایی:تحقیقات مداوم علم مواد با هدف کاهش ترکیب غیرتابشی و بهبود بازده استخراج نور تراشه، برای دستیابی به LEDهای درخشانتر با جریان یکسان یا همان روشنایی با توان کمتر ادامه دارد.
- بهبود یکنواختی رنگ و درجهبندی:پیشرفتها در فرآیند رشد اپیتاکسیال و کنترل ساخت منجر به توزیع پارامترهای فشردهتر شده، نیاز به درجهبندی گسترده را کاهش داده و عملکرد تولید یکنواختتری را فراهم میکند.
- کوچکسازی:فشار برای دستگاههای الکترونیکی کوچکتر، منجر به کاهش مداوم ابعاد بستهبندی LED در عین حفظ یا بهبود خروجی نوری شده است.
- قابلیت اطمینان و طول عمر بالاتر:بهبود مواد بستهبندی و فناوری نصب تراشه، مقاومت در برابر چرخههای حرارتی، رطوبت و سایر تنشهای محیطی را افزایش داده و طول عمر را گسترش میدهد.
- یکپارچهسازی:روند ادغام چندین تراشه LED، مدار کنترل و حتی درایورها در یک بستهبندی واحد، به منظور سادهسازی طراحی برای کاربر نهایی و کاهش فضای مورد نیاز روی PCB.
قطعاتی مانند LTST-C150KFKT نمایانگر یک نقطه عطف بالغ و بهینهشده در این تکامل هستند که راهحلی قابل اعتماد و با عملکرد بالا برای کاربردهای نشانگر استاندارد فراهم میکنند.
شرح دقیق اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
1. شاخصهای اصلی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری (Luminous Efficacy) | lm/W (لومن بر وات) | شار نوری منتشر شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بیشتر باشد، صرفهجویی در انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم سطح کارایی انرژی چراغ و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل مقدار نور ساطعشده از یک منبع نور که معمولاً به آن "روشنایی" گفته میشود. | تعیین میکند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه تابش (Viewing Angle) | درجه، مانند 120 درجه | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد و پهنای پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ (CCT) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | دمای رنگ نور: مقادیر پایینتر متمایل به زرد/گرم و مقادیر بالاتر متمایل به سفید/سرد هستند. | تعیینکننده جو روشنایی و صحنههای کاربردی مناسب. |
| شاخص نمود رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، ۰–۱۰۰ | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اشیاء، Ra≥۸۰ مطلوب است. | تأثیر بر اصالت رنگ، برای استفاده در مکانهای با نیاز بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری. |
| تلرانس رنگ (SDCM) | مراحل بیضی مکآدام، مانند "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensuring no color difference among luminaires from the same batch. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | nm (نانومتر)، مانند 620nm (قرمز) | مقدار طول موج متناظر با رنگ LED رنگی. | تعیین کننده فام (Hue) LED های تکرنگ مانند قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت نور ساطعشده از LED را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر کیفیت رنگآمیزی و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشن شدن LED، مشابه "آستانه راهاندازی". | ولتاژ منبع تغذیه درایور باید ≥Vf باشد، در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریانی که باعث درخشش عادی LED میشود. | معمولاً از درایو جریان ثابت استفاده میشود، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس (Pulse Current) | Ifp | جریان اوج قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلاش. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به دقت کنترل شوند، در غیر این صورت باعث گرمای بیش از حد و آسیب میشود. |
| ولتاژ معکوس (Reverse Voltage) | Vr | حداکثر ولتاژ معکوس قابل تحمل توسط LED، که در صورت تجاوز ممکن است باعث شکست شود. | در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری شود. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به نقطه لحیمکاری. هرچه مقدار آن کمتر باشد، دفع حرارت بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی خنککننده قویتر است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش مییابد. |
| تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD Immunity) | V (HBM)، مانند 1000V | مقاومت در برابر شوک الکترواستاتیک، هرچه مقدار بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در فرآیند تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن بهخوبی رعایت شود، بهویژه برای LEDهای با حساسیت بالا. |
سه: مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال (Junction Temperature) | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | به ازای هر کاهش 10 درجه سانتیگراد، عمر ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت شار نوری و تغییر رنگ میشود. |
| افت شار نوری (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (ساعت) | مدت زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | تعریف مستقیم "عمر مفید" LED. |
| نرخ حفظ لومن (Lumen Maintenance) | % (مانند 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از مدتی استفاده. | نشاندهنده توانایی حفظ روشنایی پس از استفاده طولانیمدت. |
| تغییر رنگ (Color Shift) | Δu′v′ یا بیضیهای مکآدام | میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده. | تأثیر بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی. |
| Thermal Aging | کاهش عملکرد مواد | تخریب مواد بستهبندی ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهارم: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, سرامیک | مواد پوستهای که تراشه را محافظت کرده و رابطهای نوری و حرارتی فراهم میکنند. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک اتلاف حرارتی بهتر و طول عمر بیشتری دارد. |
| ساختار تراشه | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روشهای چیدمان الکترودهای تراشه. | در روش Flip-Chip، خنککاری بهتر و بازده نوری بالاتر است که برای توانهای بالا مناسب میباشد. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | روی تراشه آبی پوشش داده شده، بخشی به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم مخلوط میشوند تا نور سفید ایجاد شود. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| طراحی لنز/اپتیک | صفحهای، میکرولنز، بازتاب کلی | ساختار نوری سطح بستهبندی، توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه تابش و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
پنج. کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای درجهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کدها مانند 2G، 2H | گروهبندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول. |
| Voltage binning | کدهایی مانند 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | برای تطبیق آسانتر منبع تغذیه درایور و بهبود بازدهی سیستم. |
| دستهبندی بر اساس محدوده رنگ | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگها در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ. |
| درجهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در سناریوهای مختلف. |
شش: آزمایش و گواهینامهدهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمایش | توضیح ساده | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت و ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای محاسبه عمر LED (همراه با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | تخمین عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| استاندارد IESNA. | استاندارد انجمن مهندسی روشنایی | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمون پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی زیستمحیطی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهینامه بهرهوری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای برای افزایش رقابتپذیری بازار استفاده میشود. |