دیتاشیت ال‌ای‌دی آبی SMD نصب معکوس - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.8-3.8V - توان 76mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک ال‌ای‌دی آبی SMD با روشنایی بالا و نصب معکوس را شرح می‌دهد. این قطعه از یک چیپ InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) استفاده می‌کند که به دلیل تولید نور آبی کارآمد و درخشان شناخته شده است. طراحی شده برای فرآیندهای مونتاژ خودکار، روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی شده است که تولید انبوه را تسهیل می‌کند. این ال‌ای‌دی مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و آن را به عنوان یک محصول سبز مناسب برای تولید الکترونیک مدرن طبقه‌بندی می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده است. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (DC) 20 میلی‌آمپر است. یک جریان مستقیم پیک بالاتر 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. حداکثر اتلاف توان 76 میلی‌وات است. محدوده دمای عملیاتی از 20- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای نگهداری از 30- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد. برای لحیم‌کاری، می‌تواند ریفلو مادون قرمز در 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 10 ثانیه تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکرد کلیدی در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

• شدت نور (IV):از حداقل 28.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار معمولی مشخص نشده است که نشان‌دهنده محدوده باینینگ گسترده است.
• زاویه دید (2θ1/2):یک زاویه دید گسترده 130 درجه، که به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نصف مقدار محوری است.
• طول موج اوج تابش (λP):معمولاً 468 نانومتر.
• طول موج غالب (λd):از 465.0 نانومتر تا 475.0 نانومتر متغیر است که رنگ درک شده را تعریف می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):تقریباً 25 نانومتر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی نور آبی است.
• ولتاژ مستقیم (VF):در 20 میلی‌آمپر از 2.80 ولت تا 3.80 ولت متغیر است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که یک ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود. دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

یادداشت‌های مهم شرایط اندازه‌گیری را روشن می‌کنند: شدت نور از یک فیلتر پاسخ چشم CIE استفاده می‌کند و احتیاط در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تأکید شده است و روش‌های اتصال به زمین و دستورالعمل‌های صحیح را توصیه می‌کند.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس پارامترهای کلیدی به باین‌ها دسته‌بندی می‌شود تا ثبات در کاربرد تضمین شود. سه بعد باینینگ جداگانه ارائه شده است:

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم

باین‌ها با برچسب D7 تا D11 مشخص شده‌اند که هر کدام محدوده 0.2 ولتی از 2.80 ولت تا 3.80 ولت را پوشش می‌دهند، با تلرانس ±0.1 ولت برای هر باین.

3.2 باینینگ شدت نور

باین‌ها با برچسب N، P، Q و R مشخص شده‌اند. محدوده شدت از 28-45 میلی‌کاندلا (N) تا 112-180 میلی‌کاندلا (R) است، با تلرانس ±15% برای هر باین.

3.3 باینینگ طول موج غالب

باین‌ها با برچسب AC (465.0-470.0 نانومتر) و AD (470.0-475.0 نانومتر) مشخص شده‌اند، با تلرانس دقیق ±1 نانومتر برای هر باین.

این باینینگ چندبعدی به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی را انتخاب کنند که با نیازهای خاص ولتاژ، روشنایی و رنگ مدارهایشان مطابقت دارد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکتریکی و نوری معمولی اندازه‌گیری شده در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اشاره می‌کند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، چنین منحنی‌هایی معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه غیرخطی را نشان می‌دهد که برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، تا حداکثر ریتینگ.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی را با افزایش دما نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی مهم است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، حول طول موج اوج 468 نانومتر با نیم‌عرض ~25 نانومتر متمرکز شده است.

این منحنی‌ها برای پیش‌بینی عملکرد تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

ال‌ای‌دی مطابق با یک پکیج استاندارد SMD EIA است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.10 میلی‌متر ارائه شده است. فوت‌پرینت و ارتفاع خاص در نقشه پکیج تعریف شده است که برای چیدمان PCB (برد مدار چاپی) حیاتی است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

به عنوان یک قطعه نصب معکوس، جهت لحیم‌کاری مخالف ال‌ای‌دی‌های ساطع‌کننده از بالا استاندارد است. دیتاشیت شامل ابعاد پد لحیم‌کاری پیشنهادی است تا اتصال لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب در حین ریفلو تضمین شود. شناسایی صحیح قطبیت برای جلوگیری از نصب نادرست حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو لحیم‌کاری

یک پروفیل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل منطقه پیش‌گرم (150-200°C)، حداکثر دمای پیک 260°C و زمان بالاتر از مایع حداکثر 10 ثانیه است. پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC برای تضمین قابلیت اطمینان است. دیتاشیت خاطرنشان می‌کند که پروفیل بهینه ممکن است بسته به طراحی PCB، خمیر لحیم و ویژگی‌های فر متفاوت باشد و توصیه می‌کند که مشخصه‌سازی خاص برد انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای هویه حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود، با حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه برای هر پد، فقط یک بار.

6.3 تمیزکاری

تمیزکاری فقط در صورت لزوم باید انجام شود. عوامل تأیید شده اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه هستند. استفاده از مواد شیمیایی نامشخص ممنوع است زیرا ممکن است به پکیج ال‌ای‌دی آسیب برساند.

6.4 شرایط نگهداری

برای کیسه‌های ضد رطوبت بازنشده با ماده خشک‌کن، نگهداری باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% باشد، با عمر قفسه یک سال. پس از باز شدن، ال‌ای‌دی‌ها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند. قطعات خارج شده از بسته‌بندی اصلی توصیه می‌شود که ریفلو مادون قرمز را در عرض 672 ساعت (28 روز، MSL 2a) انجام دهند. برای نگهداری فراتر از این دوره، پخت در حدود 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت قبل از مونتاژ توصیه می‌شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها روی نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری عرض، مهر و موم شده با نوار پوشش، و پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) قطر عرضه می‌شوند. مقدار استاندارد قرقره 3000 قطعه است. حداقل مقدار سفارش 500 قطعه برای باقی‌مانده‌ها مشخص شده است. بسته‌بندی از استانداردهای ANSI/EIA 481 پیروی می‌کند، با حداکثر دو قطعه مفقود متوالی مجاز در هر قرقره.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این ال‌ای‌دی آبی برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نیازمند چراغ‌های نشانگر، نور پس‌زمینه یا نورپردازی تزئینی در الکترونیک مصرفی، تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و لوازم خانگی مناسب است. طراحی نصب معکوس آن را برای کاربردهایی ایده‌آل می‌کند که در آن نور قرار است از طریق یک زیرلایه یا پنل از طرف مقابل PCB ساطع شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید تا جریان مستقیم را به 20 میلی‌آمپر DC یا کمتر محدود کنید.
• محافظت ESD:در طول جابجایی و مونتاژ، محافظ‌های ESD را پیاده‌سازی کنید، زیرا ال‌ای‌دی‌ها به تخلیه استاتیک حساس هستند.
• مدیریت حرارتی:مطمئن شوید که طراحی PCB اجازه اتلاف حرارت کافی را می‌دهد، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، تا خروجی نوری و طول عمر حفظ شود.
• طراحی نوری:زاویه دید گسترده 130 درجه را هنگام طراحی راهنماهای نور یا لنزها در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

ویژگی‌های متمایزکننده اصلی این ال‌ای‌دی، پیکربندینصب معکوسآن و استفاده از یکچیپ InGaN فوق‌درخشاناست. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های ساطع‌کننده از بالا استاندارد، پکیج نصب معکوس انعطاف‌پذیری طراحی را برای مسیرهای نوری خاص ارائه می‌دهد. فناوری InGaN در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، بازدهی بالاتر و خروجی نور آبی درخشان‌تری فراهم می‌کند. سیستم باینینگ جامع همچنین اجازه کنترل دقیق‌تر بر رنگ و روشنایی در خطوط تولید را می‌دهد که برای کاربردهای نیازمند ثبات رنگ یک مزیت است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: هدف از ال‌ای‌دی نصب معکوس چیست؟

ج: یک ال‌ای‌دی نصب معکوس طراحی شده است تا روی PCB لحیم شود در حالی که سطح نوردهنده آن رو به پایین است. سپس نور از طریق یک سوراخ یا دهانه در برد، یا از طریق یک ماده نیمه‌شفاف ساطع می‌شود. این برای ایجاد چراغ‌های نشانگر صاف و هم‌سطح مفید است.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. ولتاژ مستقیم از 2.8 ولت تا 3.8 ولت متغیر است. اتصال مستقیم آن به 5 ولت باعث جریان بیش از حد می‌شود و ممکن است ال‌ای‌دی را از بین ببرد. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان یا رگولاتور استفاده کنید.

س: کد باین (مثلاً D9، Q، AC) روی برچسب قرقره به چه معناست؟

ج: مشخصات الکتریکی و نوری ال‌ای‌دی‌های روی آن قرقره را مشخص می‌کند. "D9" نشان‌دهنده ولتاژ مستقیم بین 3.20 ولت و 3.40 ولت است. "Q" نشان‌دهنده شدت نور بین 71.0 و 112.0 میلی‌کاندلا است. "AC" نشان‌دهنده طول موج غالب بین 465.0 و 470.0 نانومتر است.

س: پس از باز کردن کیسه، چقدر می‌توانم این ال‌ای‌دی‌ها را نگهداری کنم؟

ج: برای بهترین نتایج و جلوگیری از مسائل سطح حساسیت رطوبت (MSL)، باید در عرض 672 ساعت (28 روز) پس از قرار گرفتن در معرض شرایط محیطی کارخانه (<30°C/60% RH) لحیم شوند. اگر بیشتر نگهداری شوند، پخت مورد نیاز است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

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

یک طراح به چندین ال‌ای‌دی آبی درخشان برای نشان دادن وضعیت "برق"، "اینترنت" و "Wi-Fi" نیاز دارد. طراحی پنل نیاز دارد که نور از طریق آیکون‌های کوچک حکاکی شده با لیزر روی یک قاب پلاستیکی جلویی بتابد، با PCB که پشت آن نصب شده است. استفاده از این ال‌ای‌دی آبی نصب معکوس ایده‌آل است. طراح:

1. ال‌ای‌دی‌ها را در سمت زیرین PCB قرار می‌دهد، هم‌تراز با سوراخ‌های زیر هر آیکون.

2. یک کد باین را انتخاب می‌کند (مثلاً R برای روشنایی بالا، AD برای ته رنگ آبی مایل به سبز) تا ظاهر یکنواخت تضمین شود.

3. فوت‌پرینت PCB را دقیقاً مطابق با طرح پد پیشنهادی طراحی می‌کند.

4. یک مقاومت محدودکننده جریان برای منبع تغذیه 3.3 ولت محاسبه می‌کند: R = (3.3V - VF_typical) / 0.020A. با استفاده از VF معمولی 3.3 ولت، R = 0 اهم، که امکان‌پذیر نیست. بنابراین، آنها از جریان پایین‌تر (مثلاً 15 میلی‌آمپر) استفاده می‌کنند یا باینی با VF پایین‌تر (D7 یا D8) را انتخاب می‌کنند تا مقدار مقاومت قابل استفاده داشته باشند و اطمینان حاصل کنند که ال‌ای‌دی در محدوده مشخصات کار می‌کند.

12. معرفی اصل فنی

این ال‌ای‌دی بر اساس ساختار دیود نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در منطقه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، آبی (~468 نانومتر). "نصب معکوس" صرفاً به جهت بسته‌بندی مکانیکی اشاره دارد؛ اصل الکترولومینسانس زیربنایی مانند هر ال‌ای‌دی استاندارد باقی می‌ماند.

13. روندها و تحولات صنعت

روند در ال‌ای‌دی‌های SMD به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، اندازه پکیج کوچک‌تر و قابلیت اطمینان بهبود یافته ادامه دارد. فناوری InGaN برای ال‌ای‌دی‌های آبی و سبز شاهد بهبودهای مداوم در خروجی و طول عمر بوده است. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر باینینگ دقیق‌تر رنگ و شدت برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهایی مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ و نورپردازی معماری وجود دارد، جایی که ثبات حیاتی است. علاوه بر این، پیشرفت‌های بسته‌بندی بر بهبود عملکرد حرارتی برای اجازه دادن به جریان‌های راه‌اندازی بالاتر بدون به خطر انداختن عمر، و بهبود سازگاری با فرآیندهای برداشت و قراردادن خودکار و ریفلو لحیم‌کاری برای تولید انبوه مقرون به صرفه متمرکز است.