فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. شرح دقیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 شکلدهی پایهها
- 6.2 شرایط نگهداری
- 6.3 فرآیند جوشکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات بستهبندی
- 7.2 اطلاعات برچسب
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10.1 تفاوت طول موج پیک با طول موج غالب چیست؟
- 10.2 آیا میتوانم این LED را با جریان 30mA به طور پیوسته راهاندازی کنم تا به حداکثر روشنایی برسم؟
- 10.3 هنگام سفارشدهی چگونه کدهای دستهبندی (مانند H1-2, 1b) را تفسیر کنیم؟
- 10.4 چرا عمر انبارداری به 3 ماه محدود شده است؟ در صورت فراتر رفتن از این مدت چه اتفاقی میافتد؟
- 11. مطالعه موردی طراحی
- 12. نحوه عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
این سند مشخصات یک LED بیضوی با عملکرد نوری دقیق را به تفصیل شرح میدهد. این دستگاه بهطور خاص برای کاربردهای علامتگذاری اطلاعات مسافران و سیستمهای نمایشی مشابه طراحی شده است. فلسفه طراحی هسته آن بر ارائه یک الگوی تابش فضایی بهوضوح تعریف شده متمرکز است که برای دستیابی به روشنایی یکنواخت و ترکیب رنگ در نمایشگرهای گرافیکی حیاتی است.
این LED دارای خروجی شدت نور بالا است که برای محیطهای بیرونی و محیطهای با نور محیطی بالا مناسب میباشد. لنز بیضوی آن ویژگی تمایزدهنده کلیدی است که یک زاویه دید نامتقارن ایجاد میکند و بهطور خاص برای علامتگذاری افقی بهینه شده است. این ویژگی، همراه با زاویه دید گسترده 110 درجه (در یک محور) و 40 درجه (در محور عمودی)، دید خوبی را از زوایای مختلف تضمین میکند. مواد بستهبندی از رزین اپوکسی مقاوم در برابر UV استفاده میکنند که قابلیت اطمینان بلندمدت و پایداری رنگ را در معرض نور خورشید افزایش میدهد، امری که برای تابلوهای تبلیغاتی بیرونی و علائم اطلاعات متغیر حیاتی است.
2. شرح دقیق پارامترهای فنی
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این دستگاه برای کار در محدودههای دقیق الکتریکی و حرارتی طراحی شده است تا قابلیت اطمینان را تضمین کند. مقادیر حداکثر مطلق، آستانههایی را تعریف میکنند که فراتر رفتن از آنها ممکن است منجر به آسیب دائمی شود.
- جریان مستقیم (IF):30 mA (DC). این حداکثر جریان پیوستهای است که میتوان اعمال کرد.
- جریان پالسی مستقیم (IFP):100 میلیآمپر، تحت شرایط پالس با چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. این امر امکان کارکرد با روشنایی بالا برای مدت کوتاه را فراهم میکند.
- ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. ولتاژ بیش از این مقدار در بایاس معکوس ممکن است به پیوند LED آسیب برساند.
- اتلاف توان (Pd):100 میلیوات. این پارامتر کل توان الکتریکی قابل تبدیل به گرما را محدود میکند.
- دمای کارکرد و ذخیرهسازی:دستگاه میتواند در دمای ۴۰- تا ۸۵+ درجه سانتیگراد کار کند و در دمای ۴۰- تا ۱۰۰+ درجه سانتیگراد ذخیره شود.
- دمای لحیمکاری:قابلیت تحمل ۲۶۰ درجه سانتیگراد به مدت حداکثر ۵ ثانیه را دارد و با فرآیند استاندارد لحیمکاری بدون سرب سازگار است.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD):قادر به تحمل 1000 ولت (مدل بدن انسان)، که نشاندهنده سطح متوسطی از محافظت در برابر ESD است. با این حال، همچنان رعایت روشهای صحیح عملیات ESD توصیه میشود.
2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی
این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA)، عملکرد اصلی LED را تعریف میکند.
- شدت نور (IV):از حداقل 720 mcd تا حداکثر 1450 mcd متغیر است. مقدار معمول در این محدوده قرار دارد و روشنایی بالایی ارائه میدهد.
- زاویه دید (2θ1/2):نامتقارن، 110° x 40°. زاویه بزرگتر 110° معمولاً برای دید افقی گسترده استفاده میشود، در حالی که زاویه 40° پرتو عمودی متمرکزتری ارائه میدهد.
- طول موج اوج (λp):مقدار معمول 468 نانومتر، نشاندهنده نقطه حداکثر انتشار توان طیفی است.
- طول موج غالب (λd):محدوده از 465 نانومتر تا 475 نانومتر. این رنگ نور (آبی) را که چشم انسان درک میکند، تعریف میکند.
- عرض نیمارتفاع طیف (Δλ):مقدار معمول 26 نانومتر. این معیاری برای خلوص طیفی است؛ عرض باریکتر نشاندهنده آبی اشباعشدهتر است.
- ولتاژ مستقیم (VF):در جریان 20 میلیآمپر، از 2.8 ولت تا 3.6 ولت متغیر است. این برای طراحی مدار درایو به منظور اطمینان از تنظیم صحیح جریان حیاتی است.
- جریان معکوس (IR):در VR=5V، حداکثر 50 میکروآمپر است که نشاندهنده کیفیت خوب پیوند است.
3. توضیح سیستم درجهبندی
برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای مختلف دستهبندی میشوند.
3.1 دستهبندی شدت نور
بر اساس شدت نور اندازهگیری شده در جریان 20mA، LED به چهار رده (G2, H1, H2, J1) تقسیم میشود.
- G2:720 ~ 860 mcd
- H1:860 ~ 1030 mcd
- H2:1030 ~ 1210 mcd
- J1:1210 ~ 1450 mcd
عدم قطعیت اندازهگیری ±10٪ است. طراح میتواند یک سطح خاص را انتخاب کند تا سطح روشنایی یا یکنواختی خاصی برای نمایشگر حاصل شود.
3.2 دستهبندی طول موج غالب
یکنواختی رنگ از طریق چهار درجه طول موج (1a, 1b, 2a, 2b) مدیریت میشود.
- 1a:465.0 ~ 467.5 nm
- 1b:467.5 ~ 470.0 nm
- 2a:470.0 ~ 472.5 nm
- 2b:472.5 ~ 475.0 nm
عدم قطعیت اندازهگیری ±1.0 نانومتر است. این درجهبندی برای کاربردهایی که نیاز به تطابق دقیق رنگ دارند، مانند ترکیب رنگ آبی با سایر رنگها در علائم تمامرنگ، حیاتی است.
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم به چهار سطح (0, 1, 2, 3) تقسیم میشود تا به طراحی درایور و مدیریت منبع تغذیه کمک کند.
- 0:2.8 ~ 3.0 V
- 1:3.0 ~ 3.2 V
- 2:3.2 ~ 3.4 V
- 3:3.4 ~ 3.6 V
عدم قطعیت اندازهگیری ±0.1 ولت است. استفاده از LEDهای با رنج ولتاژ یکسان، محاسبه مقاومت محدودکننده جریان در آرایههای سری یا موازی را ساده میکند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
مشخصات به منحنیهای مشخصه نوری-الکتریکی معمولی ارجاع داده است. اگرچه نمودارهای خاصی در متن ارائه نشدهاند، اما منحنیهای استاندارد این نوع LED معمولاً شامل موارد زیر میشود:
- شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V):نشان میدهد که چگونه خروجی نوری با افزایش جریان، معمولاً تا قبل از رسیدن به جریان نامی حداکثر، رابطهای تقریباً خطی دارد. این موضوع اهمیت درایو جریان ثابت را برای دستیابی به روشنایی پایدار برجسته میکند.
- شدت نسبی نور در مقابل دمای محیط:کاهش حرارتی خروجی نور را نشان میدهد. شدت نور معمولاً با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد که یک ملاحظه کلیدی در مدیریت حرارت برای علائم بستهبندیشده است.
- ولتاژ مستقیم در مقابل دمای پیوند:ضریب دمای منفی V نشان داده شده است.Fولتاژ مستقیم با افزایش دما کاهش مییابد که ممکن است بر عملکرد مدارهای درایو مبتنی بر مقاومت ساده تأثیر بگذارد.
- توزیع طیفی:نمودار شدت نسبی در برابر طول موج ترسیم شده است که پیک در حدود 468 نانومتر و پهنای نیمارتفاع 26 نانومتر را نشان میدهد و انتشار نور آبی را تأیید میکند.
- حالت دیدنمودار قطبی که الگوی تابش نامتقارن (110° x 40°) را نشان میدهد، برای طراحی نوری که در نشانگر، نور را به موقعیت مورد نظر هدایت میکند، حیاتی است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
این LED در یک بستهبندی با لنز بیضوی خاص طراحی شده است. توضیحات ابعاد کلیدی در برگه مشخصات شامل موارد زیر است:
- تمامی ابعاد بر حسب میلیمتر (mm) میباشند.
- تلرانس استاندارد ±0.25 mm است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
- حداکثر بیرونزدگی رزین در زیر فلنج 1.5 mm میباشد.
- پس از برش اتصال، این بخش آلیاژ مس لخت را نمایان میسازد. اگر در حین مونتاژ یا اعمال پوشش محافظتی به درستی محافظت نشود، این ناحیه ممکن است مستعد اکسیداسیون باشد.
به نقشههای ابعادی دقیق ارجاع داده شده است، اما در متن به تفصیل شرح داده نشده است. این پکیج برای نصب از طریق سوراخ (DIP) طراحی شده است.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 شکلدهی پایهها
- خمش باید در فاصله حداقل 3 میلیمتری از پایین بدنه اپوکسی LED انجام شود تا از ایجاد تنش بر روی تراشه داخلی و سیمهای اتصال جلوگیری شود.
- شکلدهی پایهها باید درفرآیند لحیمکاریتکمیل شده باشد.
- در حین فرآیند خمکردن از اعمال تنش به بدنه LED خودداری شود.
- قاب سیمها را در دمای اتاق برش دهید. برش در دمای بالا ممکن است باعث شوک حرارتی شود.
- سوراخهای PCB باید دقیقاً با پایههای LED تراز باشند. عدم تراز و ایجاد تنش در پایهها باعث کاهش عملکرد رزین اپوکسی و LED میشود.
6.2 شرایط نگهداری
- شرایط نگهداری توصیهشده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی (RH).
- حداکثر عمر نگهداری تحت این شرایط: 3 ماه از تاریخ ارسال.
- برای نگهداری طولانیتر (حداکثر 1 سال)، LED را در یک ظرف دربسته پر از نیتروژن همراه با ماده خشککن قرار دهید.
- از تغییرات سریع دما در رطوبت بالا برای جلوگیری از تراکم رطوبت خودداری کنید، زیرا تراکم رطوبت میتواند منجر به نفوذ رطوبت و ایجاد نقص در هنگام لحیمکاری (اثر "پاپ کورن") شود.
6.3 فرآیند جوشکاری
توصیههای دقیقی برای جوشکاری دستی و جوشکاری موجی ارائه شده است.
- قوانین کلی:حداقل فاصله بین نقطه لحیمکاری و LED اپوکسی را 3 میلیمتر حفظ کنید.
- لحیمکاری دستی:دمای نوک هویه ≤300°C (برای هویههای حداکثر 30 وات). زمان لحیمکاری هر پایه ≤3 ثانیه.
- Wave/DIP Soldering:
- دمای پیشگرم: ≤100°C (مدت زمان ≤60 ثانیه).
- دمای حمام قلع: ≤260°C.
- زمان لحیمکاری در مخزن: ≤5 ثانیه.
- از اعمال تنش به پایههای LED در هنگام دمای بالا خودداری شود.
- بیش از یک بار لحیمکاری (غوطهوری یا دستی) بر روی یک LED انجام ندهید.
- پس از لحیمکاری، تا زمانی که LED به دمای اتاق نرسیده است، لامپ اپوکسی را در برابر ضربه/ارتعاش مکانیکی محافظت کنید.
- از سرد کردن سریع از دمای اوج لحیمکاری خودداری کنید.
به منحنی دمای لحیمکاری توصیهشده ارجاع داده شده است که معمولاً فرآیندهای گرمایش، پیشگرم، دمای اوج (260°C) و خنککنندگی کنترلشده را نشان میدهد.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات بستهبندی
LED در بستهبندی ضد الکتریسیته ساکن و با برچسب واضح ارائه میشود.
- بستهبندی سطح یک:500 قطعه در هر کیسه ضد الکتریسیته ساکن.
- بستهبندی سطح دو:5 کیسه در یک جعبه داخلی قرار میگیرند (در مجموع 2,500 قطعه).
- بستهبندی سطح سه:10 جعبه داخلی در یک کارتن خارجی قرار داده میشود (در مجموع 25,000 عدد).
7.2 اطلاعات برچسب
برچسبهای روی کیسه و کارتن حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و کاربرد صحیح هستند:
- CPN (شماره قطعه مشتری):شماره مرجع داخلی مشتری.
- P/N (شماره قطعه تولیدی):شماره قطعه سازنده (مثلاً، 5484BN/BADC-AGJA/P/MS).
- QTY (تعداد):تعداد قطعات در بستهبندی.
- CAT (دستهبندی):کد ترکیبی درجهبندی شدت نور و ولتاژ مستقیم (به عنوان مثال، H1-2).
- HUE:کد درجهبندی طول موج غالب (به عنوان مثال، 1b).
- REF (مرجع):اطلاعات مرجع اضافی.
- LOT No:شماره سری ساخت قابل ردیابی.
- Production Place:نشاندهنده کشور تولید.
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
همانطور که در مشخصات ذکر شده است، این LED به طور خاص برای کاربردهای زیر طراحی شده است:
- علائمگذاری گرافیکی رنگی و تابلوهای اطلاعات:شدت نور بالا و الگوی بیضیشکل نور آن، این LED را به انتخابی ایدهآل برای نورپردازی پسزمینه علائم یا نورپردازی مستقیم تبدیل میکند و خوانایی را تضمین مینماید.
- علائم اطلاعات متغیر (VMS):برای بزرگراهها، فرودگاهها و سیستمهای حملونقل عمومی استفاده میشود. سیستم درجهبندی، ثبات رنگ و روشنایی را در نمایشگرهای چند الایدی بزرگ تضمین میکند.
- تبلیغات تجاری محیط بیرون:رزین اپوکسی مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و طراحی مستحکم، قابلیت اطمینان بلندمدت در محیطهای خشن بیرونی در معرض نور خورشید و شرایط آبوهوایی را تضمین میکند.
- نشانگر اطلاعات مسافر:الگوی تابش فضایی خاصی طراحی شده است تا با ترکیب LEDهای قرمز و سبز، رنگهای متنوعی در نمایشگر تمامرنگ ایجاد کند.
8.2 ملاحظات طراحی
- مدار درایور:برای اطمینان از عملکرد پایدار و طول عمر بالا، از درایور جریان ثابت تنظیمشده روی 20mA (یا کمتر برای کاهش روشنایی/مصرف توان) استفاده کنید. هنگام طراحی رشته سری، V را در نظر بگیرید.Fدرجهبندی.
- مدیریت حرارتی:اگرچه مصرف توان هر LED تنها 100mW است، اما آرایههای با چگالی بالا در علائم بسته، گرمای قابل توجهی تولید میکنند. اطمینان از تهویه یا دفع حرارت کافی برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن، جهت حفظ خروجی نور و طول عمر ضروری است.
- طراحی نوری:از زاویه دید 110 درجه × 40 درجه استفاده کنید. LED جهتدار را طوری تنظیم کنید که محور 110 درجه، منطقه افقی مورد نظر برای مشاهده را پوشش دهد. در صورت نیاز، از المانهای نوری ثانویه (دیفیوزر، لنز) برای شکلدهی بیشتر پرتو استفاده کنید.
- محافظت در برابر ESD:با وجود سطح ESD معادل 1kV، در حین جابجایی و مونتاژ همچنان باید اقدامات احتیاطی استاندارد در برابر ESD اعمال شود.
9. مقایسه و تمایز فنی
اگرچه در برگه مشخصات مقایسه مستقیمی با مدلهای دیگر صورت نگرفته، اما میتوان ویژگیهای کلیدی متمایزکننده این LED را استنباط کرد:
- لنز بیضیشکل در مقابل لنز استاندارد دایرهای:نقطه تمایز اصلی. لنزهای بیضوی یک الگوی تابش مستطیلی ایجاد میکنند که در مقایسه با لکههای نوری دایرهای لنزهای گرد، برای روشن کردن مناطق مستطیلی نشانهها کارآمدتر بوده و اتلاف نور را کاهش میدهد.
- الگوی تابش منطبق برای ترکیب رنگ:دیتاشیت به وضوح بیان میکند که الگوی تابش برای کاربردهای ترکیب رنگ قرمز/سبز/آبی مناسب است. این نشاندهنده طراحی دقیق نوری برای اطمینان از ترکیب رنگ یکنواخت در خوشههای پیکسل RGB در زوایای دید مختلف است.
- درجهبندی شدت بالا:گزینهای با روشنایی بالا تا 1450 mcd برای کاربردهای قابل خواندن در نور خورشید فراهم میکند.
- رزین اپوکسی مقاوم در برابر اشعه فرابنفش:برای طول عمر طولانی در فضای باز ضروری است و از زرد شدن مواد بستهبندی و کاهش انتقال نور در طول زمان جلوگیری میکند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
10.1 تفاوت طول موج پیک با طول موج غالب چیست؟
طول موج اوج (λp~468 nm)طول موجی است که LED در آن بیشترین توان نوری را ساطع میکند.طول موج غالب (λd465-475 nm)طول موج نور تکرنگی است که توسط چشم انسان به عنوان رنگی مشابه LED درک میشود. طول موج غالب برای مشخصات رنگ در نمایشگرها مرتبطتر است.
10.2 آیا میتوانم این LED را با جریان 30mA به طور پیوسته راهاندازی کنم تا به حداکثر روشنایی برسم؟
بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق است. با این حال، کارکرد در حداکثر مقادیر نامی، گرمای بیشتری تولید میکند و ممکن است باعث تسریع افت شار نوری در طول زمان شود. برای دستیابی به بهترین طول عمر و قابلیت اطمینان، توصیه میشود آن را در جریان تست 20mA یا کمتر راهاندازی کنید، مگر اینکه روشنایی بالا حیاتی بوده و مدیریت حرارتی عالی باشد.
10.3 هنگام سفارشدهی چگونه کدهای دستهبندی (مانند H1-2, 1b) را تفسیر کنیم؟
کد "CAT" (به عنوان مثال، H1-2) ترکیبی از باین شدت نور (H1 = 860-1030 mcd) و باین ولتاژ مستقیم (2 = 3.2-3.4V) است. کد "HUE" (به عنوان مثال، 1b = 467.5-470.0 nm) باین طول موج غالب را مشخص میکند. مشخص کردن این باینها تضمین میکند که LEDهایی با ویژگیهای عملکردی بسیار نزدیک به هم دریافت میکنید که منجر به نمایشی یکنواخت میشود.
10.4 چرا عمر انبارداری به 3 ماه محدود شده است؟ در صورت فراتر رفتن از این مدت چه اتفاقی میافتد؟
محدودیت 3 ماهه در شرایط استاندارد کارخانه (≤30°C/70%RH) برای جلوگیری از جذب رطوبت از طریق بستهبندی پلاستیکی است. پس از 3 ماه، سطح رطوبت ممکن است از حد مجاز برای لحیمکاری فراتر رود و خطر لایهلایه شدن یا ترک خوردن داخلی در طی فرآیند ریفلو با حرارت بالا ("پاپ کورن") وجود دارد. برای ذخیرهسازی طولانیتر، محیط خشک و پر از نیتروژن از نفوذ رطوبت جلوگیری کرده و زمان ذخیرهسازی ایمن را تا یک سال افزایش میدهد.
11. مطالعه موردی طراحی
سناریو: طراحی یک تابلوی اطلاعات متغیر (VMS) فضای باز با روشنایی بالا
- تحلیل نیازمندیها:برچسب باید در نور خورشید قابل خواندن باشد، در دمای 20- تا 60+ درجه سانتیگراد کار کند و ظاهری رنگی یکنواخت داشته باشد.
- انتخاب LED:این LED بیضی شکل آبی به دلیل شدت نور بالا (انتخاب رده J1 برای حداکثر روشنایی)، رزین اپوکسی مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش مناسب برای فضای باز و الگوی تابشی هماهنگ با LEDهای قرمز و سبز برای ترکیب رنگ انتخاب شده است.
- طراحی الکتریکی:LEDها به صورت سری چیده شدهاند. درایور از نوع جریان ثابت است و روی 18mA تنظیم شده است (کمی کمتر از 20mA برای ایجاد حاشیه اطمینان). از ولتاژ بدترین حالت VF(3.6V از رده 3) برای محاسبه حداقل ولتاژ درایور مورد نیاز برای هر رشته سری استفاده میشود.
- طراحی حرارتی:PCB از بستر فلزی (MCPCB) استفاده میکند تا گرما را به طور مؤثر از آرایه LED خارج کند. شبیهسازی حرارتی انجام شده است تا اطمینان حاصل شود که دمای اتصال LED در بالاترین دمای محیطی زیر 85 درجه سانتیگراد باقی میماند.
- طراحی نوری و مکانیکی:هنگام نصب LED، محور 110 درجه آن به صورت افقی با نشانگر تراز میشود. یک دیفیوزر ثانویه در بالای آرایه قرار داده میشود تا نقاط نورانی تکLED به یک صفحه نور صاف و یکنواخت تبدیل شوند.
- خرید و مونتاژ:هنگام سفارش LED، کد باینینگ را مشخص کنید (به عنوان مثال، شدت J1، طول موج 2a) تا یکنواختی در تمام دستههای تولید تضمین شود. در فرآیند مونتاژ، منحنی دمای لحیمکاری و دستورالعملهای نگهداری به دقت رعایت میشود.
12. نحوه عملکرد
این LED بر اساس تراشه نیمههادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) عمل میکند. هنگامی که یک ولتاژ مثبت بالاتر از آستانه دیود (حدود ۲.۸ تا ۳.۶ ولت) اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال نیمههادی تزریق میشوند. آنها ترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد میکنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی شکاف نواری را تعیین میکند که به نوبه خود طول موج نور منتشر شده را مشخص میکند – در این مورد، طیف آبی (حدود ۴۶۸ نانومتر). لنز اپوکسی بیضوی اطراف تراشه به عنوان المان نوری اصلی عمل کرده، نور منتشر شده را شکسته و به الگوی تابش مورد نظر ۱۱۰ درجه × ۴۰ درجه شکل میدهد.
13. روندهای فناوری
LEDهای مورد استفاده برای نشانهگذاری به تکامل خود ادامه میدهند. اگرچه این مشخصات نمایانگر یک محصول نصب از طریق سوراخ (DIP) بالغ است، اما روند کلی صنعت شامل موارد زیر است:
- بهبود بازده (lm/W):فناوریهای تراشه و فسفر جدیدتر، خروجی نوری بالاتر را با جریان راهاندازی یکسان یا کمتر ممکن میسازند که منجر به کاهش مصرف توان و بار حرارتی میشود.
- پذیرش قطعات نصبشده روی سطح (SMD):در مقایسه با بستهبندی سنتی DIP، بستهبندی SMD امکان تراکم بالاتر، مونتاژ خودکار و معمولاً مسیر حرارتی بهتری را فراهم میکند، اگرچه DIP همچنان در برخی طراحیهای پرتوان یا سنتی مرتبط است.
- بهبود کیفیت رنگآمیزی و گستره رنگ:پیشرفتهای مواد نیمههادی و سیستمهای فسفر باعث شدهاند LEDها دارای قلههای طیفی باریکتر و رنگهای اشباعشدهتری باشند که در نتیجه گستره رنگی نمایشگرهای تمامرنگ را افزایش میدهد.
- یکپارچهسازی قابلیتهای هوشمند:برخی از LEDهای نشانگر مدرن، دارای درایورهای داخلی (IC-driven LED) یا قابلیت آدرسدهی هستند که طراحی سیستم را ساده میکنند.
- افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر:بهبود مستمر مواد بستهبندی، مانند جایگزینی رزین اپوکسی با سیلیکون مقاومتر در برخی کاربردهای پرتوان، منجر به طول عمر عملیاتی بیشتر و تحمل بهتر شرایط سخت محیطی شده است.
محصول توصیفشده در این برگه مشخصات، در این چارچوب، یک جزء تخصصی است که از نظر نوری برای حوزه کاربردی خاصی (که الگوی پرتو بیضیشکل و خروجی با شدت بالا آن مزایای مشخصی ارائه میدهد) بهینهسازی شده است.
شرح دقیق اصطلاحات مشخصات LED
تفسیر کامل اصطلاحات فنی LED
1. شاخصهای کلیدی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده و قابل فهم | چرا اهمیت دارد |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy (بازده نوری) | lm/W (لومن بر وات) | شار نوری منتشرشده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بیشتر باشد، صرفهجویی در انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم سطح بهرهوری انرژی چراغ و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل نور ساطعشده از یک منبع نور، که معمولاً به آن "روشنایی" میگویند. | تعیین میکند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه تابش (Viewing Angle) | درجه (°)، مانند ۱۲۰° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد و پهنای پرتو را تعیین میکند. | تأثیر بر محدوده و یکنواختی نور. |
| دمای رنگ (CCT) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | گرمی یا سردی رنگ نور: مقادیر پایینتر متمایل به زرد/گرم، مقادیر بالاتر متمایل به سفید/سرد. | تعیینکنندهی فضای نورپردازی و کاربرد مناسب. |
| شاخص نمود رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، ۰–۱۰۰ | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اجسام، Ra≥۸۰ مطلوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، برای مکانهای با الزامات بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ (SDCM) | گامهای بیضی مکآدام، مانند "5-step" | شاخص کمی برای یکنواختی رنگ، هرچه تعداد گامها کمتر باشد، رنگ یکنواختتر است. | تضمین عدم تفاوت رنگ در بین چراغهای یک دسته. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | نانومتر (nm)، مانند 620nm (قرمز) | طول موج متناظر با رنگهای 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. | تأثیر بر کیفیت رنگآمیزی و رنگ. |
دوم: پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نماد | توضیح ساده و قابل فهم | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشنشدن LED، مشابه "آستانه راهاندازی". | ولتاژ منبع تغذیه باید ≥Vf باشد؛ در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریان برای روشنایی عادی LED. | 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 فلش. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به دقت کنترل شود، در غیر این صورت آسیب ناشی از گرمای بیش از حد رخ میدهد. |
| 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. |
| مقاومت حرارتی (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 تخلیه الکترواستاتیک، هرچه مقدار آن بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در فرآیند تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن بهویژه برای LEDهای با حساسیت بالا رعایت شود. |
سوم: مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده و قابل فهم | 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 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 حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنهی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | افت عملکرد مواد | تخریب مواد بستهبندی ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهار: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده و قابل فهم | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, سرامیک | مواد پوششی که از تراشه محافظت کرده و رابطهای نوری و حرارتی را فراهم میکنند. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک دارای اتلاف حرارتی عالی و طول عمر طولانی است. |
| ساختار تراشه | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روش چیدمان الکترودهای تراشه. | در روش Flip-Chip، خنککاری بهتر و بازده نوری بالاتر است و برای توانهای بالا مناسب میباشد. |
| پوشش فسفر. | YAG، سیلیکات، نیترید | روی تراشه نور آبی پوشانده شده، بخشی از آن به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم مخلوط میشوند تا نور سفید تولید 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. |
پنجم: کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای درجهبندی | توضیح ساده و قابل فهم | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کد 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. | تسهیل تطابق منبع تغذیه درایو و افزایش بازدهی سیستم. |
| دستهبندی بر اساس تفکیک رنگ | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگ در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ. |
| دستهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در صحنههای مختلف. |
شش: آزمایش و گواهینامهدهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمون | توضیح ساده و قابل فهم | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت و ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای محاسبه عمر LED (در ترکیب با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | برآورد طول عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی طول عمر. |
| استاندارد IESNA | استاندارد انجمن مهندسی روشنایی | شامل روشهای آزمایش نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمون پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامهی محیط زیستی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی کارایی انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای برای افزایش رقابتپذیری بازار استفاده میشود. |