دیتاشیت لامپ LED 264-7SURD/S530-A3 - قرمز درخشان - 20mA - 125mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک لامپ LED قرمز با روشنایی بالا و درخشان را ارائه می‌دهد. این دستگاه بخشی از یک سری است که برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. این محصول از فناوری چیپ AlGaInP استفاده می‌کند که درون رزین پخش‌کننده قرمز رنگ محصور شده و منجر به انتشار قرمز متمایز و زنده می‌شود. محصول با اصول قابلیت اطمینان و استحکام طراحی شده و عملکرد یکنواخت را در مونتاژهای الکترونیکی مختلف تضمین می‌کند.

این LED با استانداردهای کلیدی محیط زیستی و ایمنی، از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و عاری از هالوژن است (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). این محصول در زوایای دید مختلف موجود است و می‌تواند روی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار عرضه شود که نیازهای تولید انبوه را برآورده می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط برای کارکرد عادی نیستند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته به LED اعمال کرد بدون خطر تخریب.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر. این رتبه‌بندی تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز اعمال می‌شود. تجاوز از این مقدار در کارکرد حالت پایدار احتمالاً باعث خرابی می‌شود.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیشتر از این می‌تواند پیوند نیمه‌هادی LED را شکست دهد.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند تلف کند و به صورت حاصلضرب ولتاژ مستقیم (VF) در جریان مستقیم (IF) محاسبه می‌شود.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:این دستگاه برای کارکرد از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد رتبه‌بندی شده و می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد ذخیره شود.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):پایه‌ها می‌توانند در طول فرآیندهای لحیم‌کاری دمای 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 5 ثانیه تحمل کنند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند و داده‌های عملکرد پایه را ارائه می‌دهند.

• شدت نور (Iv):مقدار معمول 125 میلی‌کاندلا (mcd) است، با حداقل 63 mcd. این مقدار روشنایی درک‌شده خروجی نور قرمز برای چشم انسان را کمّی می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):60 درجه (معمول). این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد و گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج پیک (λp):632 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی به حداکثر خود می‌رسد.
• طول موج غالب (λd):624 نانومتر (معمول). این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ (قرمز درخشان) را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در 20mA. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کارکرد است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که بایاس معکوس 5 ولت اعمال می‌شود.

عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری ذکر شده است: ±0.1V برای VF، ±10% برای Iv، و ±1.0nm برای λd.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان‌دهنده استفاده از یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای کلیدی است، همانطور که در توضیح برچسب بسته‌بندی اشاره شده است. این سیستم تضمین می‌کند که رنگ و روشنایی درون تلرانس‌های تعریف شده برای دسته‌های تولیدی ثابت باشد.

• CAT (رده‌های شدت نور):دسته‌ها برای خروجی نوری (Iv).
• HUE (رده‌های طول موج غالب):دسته‌ها برای نقطه رنگ (λd)، که برای کاربردهای نیازمند تطبیق رنگ دقیق حیاتی است.
• REF (رده‌های ولتاژ مستقیم):دسته‌ها برای افت ولتاژ مستقیم (VF)، که می‌تواند برای طراحی درایور و مدیریت توان مهم باشد.

مقادیر کد دسته‌بندی خاص و محدوده‌های آنها در این گزیده به تفصیل شرح داده نشده است اما معمولاً در اسناد دسته‌بندی جداگانه از سازنده ارائه می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار مشخصه است که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی، خروجی نور را به عنوان تابعی از طول موج نشان می‌دهد که حول پیک 632 نانومتر متمرکز است. پهنای باند باریک (Δλ معمولاً 20 نانومتر) رنگ قرمز اشباع شده را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

یک نمودار قطبی که توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد و با زاویه دید 60 درجه مرتبط است. نشان می‌دهد که شدت نور چگونه از محور مرکزی کاهش می‌یابد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این نمودار رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد که برای یک دیود معمول است. این منحنی در طراحی مدار محدودکننده جریان کمک می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل افت بازدهی و اثرات حرارتی، زیرخطی شود.

4.5 شدت نسبی در مقابل دمای محیط

ضریب دمایی منفی خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد که برای مدیریت حرارتی در کاربرد حیاتی است.

4.6 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

ممکن است دستورالعمل‌های کاهش رتبه را نشان دهد و نشان می‌دهد که حداکثر جریان مستقیم مجاز در دماهای محیطی بالاتر چگونه باید کاهش یابد تا در محدوده‌های توان تلف شده باقی بماند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 نقشه ابعاد پکیج

یک نقشه مکانیکی دقیق ارائه شده است که ابعاد فیزیکی LED را نشان می‌دهد. نکات کلیدی شامل: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد، و تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. نقشه فاصله پایه‌ها، اندازه بدنه و شکل کلی را تعریف می‌کند که برای طراحی جای پایه PCB ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک طرف صاف روی لنز LED یا یک پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. نقشه دیتاشیت باید این را به وضوح نشان دهد که برای نصب صحیح جهت جلوگیری از بایاس معکوس حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• شکل‌دهی را قبل از لحیم‌کاری انجام دهید.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید؛ تنش می‌تواند پیوندهای داخلی را آسیب بزند یا اپوکسی را ترک دهد.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 ذخیره‌سازی

• در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره کنید. عمر قفسه 3 ماه پس از حمل است.
• برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 لحیم‌کاری

قاعده کلی:حداقل فاصله 3 میلی‌متر از اتصال لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری (Wave/DIP):حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه. حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه.

پروفایل:یک نمودار پروفایل دمای لحیم‌کاری توصیه شده شامل شده است که مناطق پیش‌گرم، خیس‌اندن، بازجوش و خنک‌سازی را برای به حداقل رساندن شوک حرارتی نشان می‌دهد.

نکات حیاتی:

• از اعمال تنش روی پایه‌ها در طول فازهای دمای بالا خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.
• از خنک‌سازی سریع از دمای پیک اجتناب کنید.
• از کمترین دمای مؤثر لحیم‌کاری استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک اجتناب کنید. اگر کاملاً ضروری است، فرآیند را پیش‌تأیید کنید تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

6.5 مدیریت حرارت

یک یادداشت مختصر اما حیاتی تأکید می‌کند که مدیریت حرارتی باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود. جریان کارکرد باید با در نظر گرفتن دمای پیوند تنظیم شود، زیرا گرمای بیش از حد خروجی نور و طول عمر را کاهش می‌دهد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در یک کیسه ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند، در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند و سپس در یک کارتن بیرونی برای محافظت در حمل و نقل قرار می‌گیرند.

تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه. چهار کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن بیرونی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد است:

• CPN:شماره تولید مشتری
• P/N:شماره تولید (مثلاً 264-7SURD/S530-A3)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT, HUE, REF:کدهای دسته‌بندی به ترتیب برای شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم.
• LOT No:شماره دسته تولید برای ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربردهای فهرست شده شامل تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها و کامپیوترها می‌شود. این نشان‌دهنده استفاده به عنوان چراغ‌های نشانگر، نور پس‌زمینه برای نمایشگرهای کوچک یا LEDهای وضعیت در تجهیزات الکترونیکی مصرفی و IT است.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن IF به مقدار مورد نظر (مثلاً 20mA برای روشنایی معمول) استفاده کنید، هرگز مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• طراحی حرارتی:اطمینان حاصل کنید که PCB و محیط اطراف امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کنند، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز یا در فضاهای بسته کار می‌کند.
• طراحی نوری:زاویه دید 60 درجه برای دید گسترده مناسب است. در صورت نیاز به شکل‌دهی پرتو، طراحی لنز یا راهنمای نور را در نظر بگیرید.
• محافظت ESD:اگرچه بسیار حساس نیست، اما احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD در طول مونتاژ توصیه می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم با سایر شماره قطعات در این دیتاشیت واحد ارائه نشده است، ویژگی‌های کلیدی متمایزکننده این سری LED را می‌توان استنباط کرد:

• ماده:استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP، که برای رنگ‌های قرمز و کهربایی بسیار کارآمد است، در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر.
• روشنایی:به عنوان یک سری \"روشنایی بالاتر\" در دسته خود قرار گرفته است.
• مطابقت:مطابقت کامل با مقررات محیط زیستی مدرن (RoHS, REACH, عاری از هالوژن) یک مزیت قابل توجه است.
• استحکام:دیتاشیت بر ساختار قابل اطمینان و مستحکم تأکید می‌کند که نشان‌دهنده استقامت مکانیکی و حرارتی خوب است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س1: برای دستیابی به جریان 20mA با منبع تغذیه 5 ولت، چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

ج1: با استفاده از قانون اهم: R = (V_supply - VF) / IF. با V_supply=5V، VF(معمول)=2.0V، IF=0.02A، R = (5-2)/0.02 = 150 Ω. از یک مقاومت استاندارد 150 Ω استفاده کنید. همیشه برای بدترین حالت VF(حداقل) محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند.

س2: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج2: بله. با استفاده از همان محاسبه: R = (3.3-2.0)/0.02 = 65 Ω. یک مقاومت استاندارد 68 Ω مناسب خواهد بود. اطمینان حاصل کنید که منبع می‌تواند جریان مورد نیاز را تأمین کند.

س3: چرا خروجی نور در دمای بالا کاهش می‌یابد؟

ج3: این یک مشخصه اساسی LEDهای نیمه‌هادی است. افزایش دما، نرخ بازترکیب غیرتابشی داخل چیپ را افزایش می‌دهد که بازده کوانتومی داخلی (IQE) را کاهش داده و در نتیجه خروجی نور را کم می‌کند.

س4: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

ج4: طول موج پیک (λp) قله فیزیکی طیف منتشر شده است. طول موج غالب (λd) طول موج منفرد نور تک‌رنگ است که با ادراک رنگ نور LED مطابقت دارد. برای یک رنگ اشباع شده مانند این قرمز، آن‌ها نزدیک اما یکسان نیستند.

11. مثال مورد استفاده عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.

LED (264-7SURD/S530-A3) برای خروجی قرمز درخشان و قابلیت اطمینان آن انتخاب شده است. چهار LED برای نشان دادن وضعیت Power، Internet، Wi-Fi و Ethernet activity استفاده می‌شوند.

مراحل طراحی:

1. چیدمان PCB: LEDها را طبق نقشه مکانیکی قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که 3 میلی‌متر فاصله از پدهای لحیم تا هر برش لنز در پنل وجود دارد.

2. طراحی مدار: با استفاده از ریل سیستم 3.3V، مقاومت سری را محاسبه کنید: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω. مقاومت‌های 68Ω، 1/8W را انتخاب کنید. توان تلف شده در مقاومت I^2*R = (0.02^2)*68 = 0.0272W است که به خوبی در محدوده رتبه‌بندی قرار دارد.

3. ملاحظه حرارتی: پنل تهویه دارد و LEDها از هم فاصله دارند. دمای محیط کارکرد تخمینی 45°C است. با مراجعه به منحنی \"شدت نسبی در مقابل دمای محیط\"، خروجی کمی کاهش می‌یابد اما قابل قبول است.

4. مونتاژ: پروفایل لحیم‌کاری موجی مشخص شده را دنبال کنید. پس از مونتاژ، بازرسی بصری و تست عملکردی انجام دهید.

12. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. منطقه فعال از فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از منطقه نوع n و حفره‌ها از منطقه نوع p به منطقه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعریف می‌کند - در این مورد، در طیف قرمز (~624-632 نانومتر). پکیج رزین اپوکسی پخش‌کننده قرمز برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی، عمل کردن به عنوان یک لنز اولیه برای شکل‌دهی به خروجی نور و پخش نور برای ایجاد ظاهری یکنواخت عمل می‌کند.

13. روندهای توسعه

تکامل LEDهای نشانگر مانند این یکی چندین روند صنعتی را دنبال می‌کند:

• افزایش بازدهی:بهبودهای مستمر در علم مواد و رشد اپیتاکسیال هدف تولید نور بیشتر (لومن) به ازای هر واحد توان ورودی الکتریکی (وات) را دارد که مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.
• کوچک‌سازی:در حالی که پکیج‌های Through-Hole برای استحکام محبوب باقی مانده‌اند، یک روند موازی به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) کوچک‌تر برای طراحی‌های PCB با چگالی بالا وجود دارد.
• افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر:بهبودها در مواد بسته‌بندی، تکنیک‌های اتصال دی و فناوری فسفر (برای LEDهای سفید) همچنان طول عمر رتبه‌بندی شده را حتی تحت دمای کارکرد بالاتر افزایش می‌دهند.
• ثبات رنگ و دسته‌بندی:تلرانس‌های سخت‌تر دسته‌بندی برای طول موج غالب، شار نوری و ولتاژ مستقیم در حال استاندارد شدن هستند و امکان تطبیق رنگ بهتر در کاربردهای چند LED بدون مرتب‌سازی دستی را فراهم می‌کنند.
• یکپارچه‌سازی:روندها شامل یکپارچه‌سازی مقاومت‌های محدودکننده جریان یا ICهای کنترل درون پکیج LED برای ساده‌سازی طراحی مدار است.