دیتاشیت سری 67-31A ال‌ای‌دی پاور تاپ - بسته‌بندی P-LCC-3 - ابعاد 2.0x1.25x1.1mm - ولتاژ معمولی 2.35V - جریان 50mA - رنگ نارنجی/قرمز/زرد ملایم - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری 67-31A نماینده‌ای از خانواده ال‌ای‌دی‌های پاور تاپ با عملکرد بالا و نصب سطحی است که برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه طراحی شده‌اند. این قطعات در یک بسته فشرده P-LCC-3 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار گرفته‌اند که با بدنه سفید و پنجره شفاف بی‌رنگ مشخص می‌شود. هدف طراحی اصلی، ارائه یک منبع نور قابل اعتماد و کارآمد است که مناسب فرآیندهای مونتاژ خودکار و محیط‌های کاربری نهایی سخت‌گیرانه باشد.

مزایای اصلی این سری شامل خروجی شدت نور بالا، قابلیت تحمل جریان عالی و یک زاویه دید بسیار گسترده است که توسط یک بازتابنده داخلی یکپارچه تسهیل می‌شود. این بازتابنده کلیدی برای بهینه‌سازی کوپلینگ نور است و این ال‌ای‌دی‌ها را به ویژه برای استفاده با لایت پایپ‌ها ایده‌آل می‌کند، جایی که انتقال نور جهت‌دار کارآمد حیاتی است. نیاز به ولتاژ مستقیم پایین، سازگاری آن‌ها را با تجهیزات قابل حمل مبتنی بر باتری یا حساس به مصرف برق بیشتر افزایش می‌دهد.

بازارهای هدف گسترده هستند و شامل الکترونیک مصرفی، اتوماسیون اداری، کنترل‌های صنعتی و فضای داخلی خودرو می‌شوند. کاربردهای متداول از نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه کلید در تجهیزات صوتی/تصویری تا نور پس‌زمینه پنل‌های LCD، نمادها و نورپردازی عمومی که در آن نور نارنجی، قرمز یا زرد ملایم مورد نظر است را در بر می‌گیرد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود. پارامترهای کلیدی شامل حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) معادل 5 ولت، جریان مستقیم پیوسته (I_F) معادل 50 میلی‌آمپر و جریان مستقیم پیک (I_FP) معادل 100 میلی‌آمپر در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10 در 1 کیلوهرتز) است. حداکثر اتلاف توان (P_d) 120 میلی‌وات است. قطعه برای محدوده دمای عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده و می‌تواند دمای لحیم‌کاری را مطابق پروفیل‌های استاندارد صنعتی ریفلو (260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه) تحمل کند.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در دمای پیوند (T_j) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 50 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که نمایانگر شرایط عملیاتی معمول است.

• شدت نور (I_v):از حداقل 1120 میلی‌کاندلا تا حداکثر 2850 میلی‌کاندلا متغیر است، با تلرانس معمولی ±11%. این روشنایی بالا یک ویژگی کلیدی است.
• زاویه دید (2θ_1/2):بسیار گسترده و معادل 120 درجه (معمولی). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف شدت پیک است و نشان‌دهنده یک الگوی نور پخش‌شده و وسیع می‌باشد.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.35 ولت، با محدوده‌ای از 1.95 ولت تا 2.75 ولت در 50 میلی‌آمپر. V_F پایین به کارایی بالاتر کمک می‌کند.
• طول موج:طول موج غالب (λ_d) از 605.5 نانومتر تا 625.5 نانومتر گسترده است که رنگ ساطع‌شده را در محدوده نارنجی ملایم تا نارنجی-قرمز قرار می‌دهد. طول موج پیک (λ_p) معمولاً 621 نانومتر است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):تقریباً 18 نانومتر (معمولی)، که نشان‌دهنده انتشار طیفی نسبتاً باریک حول طول موج پیک است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. سری 67-31A از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور (CAT)

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 50 میلی‌آمپر در چهار دسته (W1, W2, X1, X2) گروه‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال، دسته W1 محدوده 1120-1420 میلی‌کاندلا را پوشش می‌دهد، در حالی که دسته X2 محدوده 2250-2850 میلی‌کاندلا را پوشش می‌دهد. این به طراحان اجازه می‌دهد تا یک درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (HUE)

یکنواختی رنگ از طریق دسته‌های طول موج غالب گروه‌بندی شده تحت 'A' کنترل می‌شود. دسته‌های E1 تا E5 محدوده 605.5 نانومتر تا 625.5 نانومتر را در گام‌های تقریبی 4 نانومتر پوشش می‌دهند. این امر اطمینان می‌دهد که رنگ ساطع‌شده (نارنجی ملایم) در یک تلرانس تنگ (±1 نانومتر) یکنواخت است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (REF)

ولتاژ مستقیم در گروه 'B9' دسته‌بندی می‌شود. دسته‌های 1 تا 4، V_F را از 1.95-2.15 ولت تا 2.55-2.75 ولت در 50 میلی‌آمپر دسته‌بندی می‌کنند. تطابق دسته‌های V_F می‌تواند برای بالانس جریان در مدارهای چند ال‌ای‌دی مهم باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. این برای تعیین جریان راه‌اندازی مورد نیاز برای دستیابی به روشنایی خاص بسیار مهم است.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

شدت نور ال‌ای‌دی‌های AlGaInP معمولاً با افزایش دمای محیط (و در نتیجه دمای پیوند) کاهش می‌یابد. این منحنی این کاهش را کمی می‌کند و نشان می‌دهد که خروجی با افزایش دما از 25 درجه سانتی‌گراد به 100 درجه سانتی‌گراد به طور قابل توجهی افت می‌کند. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ روشنایی یکنواخت ضروری است.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم

این منحنی IV رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را به تصویر می‌کشد. V_F معمولی حدود 2.35 ولت در 50 میلی‌آمپر در اینجا قابل مشاهده است. این منحنی برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.

4.4 الگوی تابش

یک نمودار قطبی به صورت بصری زاویه دید گسترده 120 درجه‌ای را تأیید می‌کند. توزیع شدت تقریباً لمبرتی است، به این معنی که وقتی مستقیماً مشاهده می‌شود، در یک ناحیه وسیع به طور یکنواخت روشن به نظر می‌رسد که برای کاربردهای نشانگر ایده‌آل است.

4.5 توزیع طیف

نمودار یک قله انتشار باریک و منفرد را نشان می‌دهد که حول 621 نانومتر متمرکز است، مشخصه ماده AlGaInP، بدون قله‌های ثانویه قابل توجه، که خلوص رنگ را تضمین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته P-LCC-3 دارای ابعاد فشرده تقریبی 2.0 میلی‌متر طول، 1.25 میلی‌متر عرض و 1.1 میلی‌متر ارتفاع (به استثنای پایه‌ها) است. نقشه‌های دقیق با تلرانس‌ها (معمولاً ±0.1 میلی‌متر) برای طراحی جای پایه PCB ارائه شده‌اند. این بسته دارای دو پایه آند و یک پایه کاتد مشترک برای پایداری مکانیکی و قابلیت اطمینان اتصال لحیم‌کاری است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک علامت سبز روی بسته یا یک فرورفتگی/پخ در یک طرف شناسایی می‌شود. جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ برای جلوگیری از آسیب بایاس معکوس ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

این قطعه کاملاً با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو و ویو سازگار است و آن را برای تولید خودکار با حجم بالا مناسب می‌کند.

• لحیم‌کاری ریفلو:حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه مشخص شده است. پروفیل‌های استاندارد ریفلو بدون سرب (Pb-free) قابل اعمال هستند.
• لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر پایه محدود شود تا از آسیب حرارتی به بسته پلاستیکی جلوگیری شود.
• شرایط نگهداری:ال‌ای‌دی‌ها به رطوبت حساس هستند (MSL). آن‌ها در کیسه‌های مهر و موم شده ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت ارسال می‌شوند. پس از باز شدن، باید در یک بازه زمانی مشخص استفاده شوند یا قبل از ریفلو طبق دستورالعمل‌های استاندارد IPC/JEDEC پخت شوند تا از ترک "پاپ کورن" جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات روی نوار حامل 8 میلی‌متری عرضه می‌شوند که بر روی قرقره‌های استاندارد 180 میلی‌متری پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل و قرقره برای اطمینان از سازگاری با تجهیزات خودکار Pick-and-Place ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و تأیید است: شماره قطعه (PN)، شماره قطعه مشتری (CPN)، تعداد (QTY)، شماره بچ (LOT NO) و سه کد دسته کلیدی برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• سیستم‌های لایت پایپ:زاویه دید گسترده و بازتابنده یکپارچه، این ال‌ای‌دی را برای کوپلینگ نور به راهنماهای نور آکریلیک یا پلی‌کربنات که معمولاً برای روشنایی دکمه‌ها، نمادها یا نشانگرهای پنل از یک منبع دور استفاده می‌شوند، بهینه می‌کند.
• نور پس‌زمینه LCD:مناسب برای نوردهی لبه‌ای نمایشگرهای LCD کوچک یا تأمین نور پس‌زمینه موضعی برای آیکون‌ها.
• نشانگرهای وضعیت عمومی:نشانگرهای برق، اتصال یا وضعیت عملیاتی در الکترونیک مصرفی، صنعتی و خودرو.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای تنظیم جریان مستقیم استفاده کنید. مستقیماً به منبع ولتاژ وصل نکنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_supply- V_F) / I_F.
• محاسبه کنید.مدیریت حرارتی:
• اگرچه بسته دارای مقاومت حرارتی پایینی است، در صورت کار در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB (پدهای حرارتی) وجود دارد تا دمای پیوند مدیریت شده و خروجی نور و طول عمر حفظ شود.محافظت در برابر ESD:

اگرچه برای 2000 ولت (HBM) درجه‌بندی شده است، اما باید احتیاط‌های استاندارد هنگام کار با ESD در حین مونتاژ رعایت شود.

9. مقایسه و تمایز فنیسری 67-31A از طریق ترکیب خاصی از ویژگی‌های خود متمایز می‌شود. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های تراشه استاندارد 0603 یا 0805، شدت نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد. در مقابل سایر ال‌ای‌دی‌های پرقدرت، نیاز به ولتاژ و جریان مستقیم بسیار پایین را حفظ می‌کند. تمایزدهنده کلیدیبازتابنده داخلی یکپارچه درون بسته P-LCC-3

است که برای حداکثر کردن استخراج نور و هدایت آن به سمت بالا با الگویی گسترده و یکنواخت طراحی شده است. این ویژگی نوری داخلی نیاز به اپتیک ثانویه در کاربردهای لایت پایپ را کاهش می‌دهد، طراحی را ساده کرده و به طور بالقوه هزینه سیستم را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_pطول موج پیک (λ_d) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λ

) طول موج منفرد نور تک‌رنگ است که با رنگ درک شده ال‌ای‌دی مطابقت دارد. برای تعریف رنگ و دسته‌بندی، طول موج غالب برای بینایی انسان مرتبط‌تر است.

10.2 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با منبع تغذیه 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟_Fبله، اما استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان اجباری است. با V

معمولی 2.35 ولت در 50 میلی‌آمپر، افت ولتاژ روی مقاومت 3.3V - 2.35V = 0.95V خواهد بود. با استفاده از قانون اهم، R = 0.95V / 0.05A = 19Ω. یک مقاومت استاندارد 20Ω جریان را نزدیک به 50 میلی‌آمپر تنظیم می‌کند.

10.3 دما چگونه بر عملکرد تأثیر می‌گذارد؟

همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است، شدت نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. ولتاژ مستقیم نیز با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد. برای روشنایی یکنواخت، از کار در دمای محیط بالا یا در حداکثر جریان بدون در نظر گرفتن ملاحظات طراحی حرارتی خودداری کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی نور پس‌زمینه چند دکمه برای پنل یک دستگاه پزشکی



یک طراح نیاز به نور پس‌زمینه شش دکمه لمسی نرم روی یک دستگاه پزشکی دستی دارد. فضا محدود است و مصرف برق حیاتی است زیرا دستگاه با باتری کار می‌کند. دکمه‌ها از سیلیکون نیمه‌شفاف ساخته شده‌اند و از لایت پایپ‌های جداگانه برای هدایت نور از ال‌ای‌دی‌های نصب شده از راه دور روی PCB اصلی استفاده می‌کنند.راه‌حل:_Fال‌ای‌دی‌های سری 67-31A انتخاب می‌شوند. شدت نور بالای آن‌ها اطمینان می‌دهد که نور کافی از طریق لایت پایپ به سطح دکمه برسد. زاویه دید گسترده 120 درجه‌ای به طور کارآمد نور را به نقطه ورودی لوله کوپل می‌کند. V_{پایین و جریان عملیاتی 50 میلی‌آمپر (که برای روشنایی کمتر می‌تواند به 20 میلی‌آمپر کاهش یابد و برق صرفه‌جویی کند) برای سیستم مبتنی بر باتری ایده‌آل است. ال‌ای‌دی‌ها روی PCB زیر پایه‌های لایت پایپ قرار می‌گیرند. یک مقاومت محدودکننده جریان برای یک رشته سری از دو ال‌ای‌دی (اگر V}supply

5 ولت باشد) یا مقاومت‌های جداگانه برای اتصال موازی محاسبه می‌شود که توسط یک پین GPIO روی میکروکنترلر برای کنترل روشن/خاموش/تاریکی راه‌اندازی می‌شود. بسته P-LCC-3 با خط مونتاژ خودکار مورد استفاده برای PCB سازگار است.

12. معرفی اصول عملکرد

ال‌ای‌دی 67-31A بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. در AlGaInP، این فرآیند بازترکیب عمدتاً انرژی را به شکل فوتون (نور) در محدوده طول موج قرمز تا زرد-نارنجی (تقریباً 605-630 نانومتر) آزاد می‌کند. رنگ خاص (طول موج غالب) توسط ترکیب دقیق لایه‌های AlGaInP تعیین می‌شود. نور تولید شده از تراشه ساطع می‌شود، توسط بازتابنده داخلی و لنز اپوکسی شفاف بسته P-LCC-3 شکل گرفته و هدایت می‌شود تا زاویه دید گسترده مورد نظر حاصل شود.

13. روندهای توسعه