ال ای دی زرد SMD نصب معکوس 588 نانومتر - ابعاد بسته‌بندی 3.2x1.6x1.1 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 2.4 ولت - اتلاف توان 75 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک دیود نورافشان (LED) با روشنایی بالا و نصب سطحی (SMD) با آرایش نصب معکوس را شرح می‌دهد. این قطعه از یک تراشه نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای تولید نور زرد استفاده می‌کند که در یک بسته‌بندی با لنز کاملاً شفاف محصور شده است. طراحی اصلی آن برای فرآیندهای مونتاژ خودکار است و بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود. ویژگی‌های کلیدی شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS، سازگاری با لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار، و مناسب بودن برای استفاده در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی است که در آن‌ها به روشنایی نشانگر قابل اعتماد و پرنور نیاز است.

2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملکردی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است. حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته 30 میلی‌آمپر است. حداکثر جریان مستقیم پیک، که تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است، 80 میلی‌آمپر می‌باشد. حداکثر اتلاف توان 75 میلی‌وات است. برای دمای محیط بالاتر از 50 درجه سلسیوس، جریان مستقیم مجاز باید به صورت خطی با نرخ 0.4 میلی‌آمپر به ازای هر درجه سلسیوس کاهش یابد. حداکثر ولتاژ معکوس قابل اعمال 5 ولت است. دستگاه می‌تواند در محدوده دمای محیطی 30- تا 85+ درجه سلسیوس کار کند و در محدوده 40- تا 85+ درجه سلسیوس قابل نگهداری است. شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز به عنوان دمای پیک 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه مشخص شده است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر، پارامترهای عملکرد کلیدی به شرح زیر است. شدت نور (Iv) یک مقدار معمول دارد، اما از حداقل 28.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 450.0 میلی‌کاندلا دسته‌بندی شده است. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد، 70 درجه است. طول موج اوج تابش (λP) 588.0 نانومتر است. طول موج غالب (λd)، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، 587.0 نانومتر است. پهنای نیم‌خط طیفی (Δλ) 17 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) به طور معمول 2.4 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با حداکثر 2.4 ولت در شرایط آزمایش. جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. ظرفیت پیوند (C) 40 پیکوفاراد است که در بایاس صفر و فرکانس 1 مگاهرتز اندازه‌گیری شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

خروجی نوری ال ای دی‌ها به دسته‌هایی طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در کاربرد تضمین شود. این دسته‌بندی بر اساس حداقل و حداکثر شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر است. کدهای دسته و محدوده‌های متناظر آن‌ها عبارتند از: N (28.0-45.0 میلی‌کاندلا)، P (45.0-71.0 میلی‌کاندلا)، Q (71.0-112.0 میلی‌کاندلا)، R (112.0-180.0 میلی‌کاندلا)، S (180.0-280.0 میلی‌کاندلا)، و T (280.0-450.0 میلی‌کاندلا). یک تلرانس +/-15% به هر دسته شدت نور اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعات مناسب برای سطح روشنایی مورد نیاز در طراحی خود را انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمول اشاره می‌کند که برای تحلیل طراحی ضروری هستند. این منحنی‌ها، که بر حسب دمای محیط ترسیم شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود، به طور معمول رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، تغییرات ولتاژ مستقیم با دما، و توان تابشی نسبی در مقابل طول موج (توزیع طیفی) را نشان می‌دهند. تحلیل منحنی جریان-ولتاژ (IV) به طراحی مدار محدودکننده جریان کمک می‌کند، در حالی که منحنی کاهش دما برای اطمینان از قابلیت اطمینان تحت شرایط حرارتی متغیر حیاتی است. منحنی توزیع طیفی ماهیت تک‌رنگ خروجی نور را که حول 588 نانومتر متمرکز است تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی و قطبیت

ال ای دی مطابق با طرح کلی بسته‌بندی استاندارد EIA است. ابعاد کلیدی شامل طول کلی، عرض و ارتفاع می‌شود. کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری مانند یک شکاف یا علامت سبز روی بسته‌بندی شناسایی می‌شود. نقشه‌های ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است، با تمام اندازه‌ها بر حسب میلی‌متر و تلرانس استاندارد ±0.10 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

5.2 مشخصات نوار و قرقره

برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place، قطعات در نوار حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند. عرض نوار 8 میلی‌متر است. قطعات در جیب‌ها بارگیری شده و با یک نوار پوششی بالایی مهر و موم می‌شوند. آن‌ها بر روی قرقره‌هایی با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده می‌شوند. هر قرقره کامل حاوی 3000 قطعه است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل مقدار بسته‌بندی برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه اعمال می‌شود. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 است، با حداکثر مجوز دو قطعه مفقود متوالی در نوار.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل‌های لحیم‌کاری ریفلو

دو پروفیل ریفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی ارائه شده است: یکی برای فرآیند لحیم استاندارد (قلع-سرب) و دیگری برای فرآیند لحیم بدون سرب (Pb-free). پروفیل بدون سرب به طور خاص برای استفاده با خمیر لحیم SnAgCu توصیه می‌شود. پروفیل‌ها پارامترهای حیاتی از جمله دمای و زمان پیش‌گرم، زمان بالاتر از نقطه ذوب، دمای پیک و نرخ خنک‌سازی را تعریف می‌کنند. رعایت این پروفیل‌ها، به ویژه حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه، برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی ال ای دی و تراشه نیمه‌هادی بسیار مهم است.

6.2 تمیزکاری و نگهداری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌ور کردن ال ای دی در اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی آسیب برسانند. برای نگهداری، ال ای دی‌ها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. قطعاتی که از کیسه رطوبت‌گیر اصلی خود خارج شده‌اند باید ظرف یک هفته لحیم‌کاری ریفلو شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند و قبل از مونتاژ نیاز به یک فرآیند پخت (تقریباً 60 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت) برای حذف رطوبت جذب شده دارند.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

ال ای دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راه‌اندازی چندین ال ای دی، اکیداً توصیه می‌شود که برای هر ال ای دی از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده شود، همانطور که در "مدل مدار A" دیتاشیت نشان داده شده است. راه‌اندازی چندین ال ای دی به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ ("مدل مدار B") توصیه نمی‌شود زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (Vf) ال ای دی‌های منفرد می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجهی در جریان و در نتیجه روشنایی شود. مقاومت سری جریان عبوری از هر ال ای دی را به طور مستقل تثبیت می‌کند.

7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

ال ای دی نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. آسیب ESD می‌تواند به صورت جریان نشتی معکوس بالا، ولتاژ مستقیم پایین، یا عدم روشنایی در جریان‌های پایین ظاهر شود. اقدامات پیشگیرانه در حین جابجایی و مونتاژ اجباری است: پرسنل باید از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند؛ تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری باید به درستی زمین شده باشند. می‌توان از یک یونیزه‌کننده برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود استفاده کرد. تأیید آسیب ESD شامل بررسی روشنایی و اندازه‌گیری Vf در سطوح جریان پایین است.

8. ملاحظات طراحی و احتیاط‌ها

این دستگاه برای تجهیزات الکترونیکی عمومی در نظر گرفته شده است. کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند، به ویژه مواردی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، دستگاه‌های پزشکی)، نیاز به مشاوره قبلی دارند. روش راه‌اندازی باید مقادیر حداکثر مطلق جریان و توان را رعایت کند و کاهش‌های لازم را برای دمای محیط بالا در نظر بگیرد. مدیریت حرارتی روی PCB در صورتی که نزدیک به مقادیر حداکثر کار کند باید مورد توجه قرار گیرد. طرح پد لحیم‌کاری باید از ابعاد پیشنهادی پیروی کند تا تراز مکانیکی مناسب و تشکیل اتصال لحیم در حین ریفلو تضمین شود.

9. معرفی فناوری و روندها

این ال ای دی از فناوری AlInGaP استفاده می‌کند که به دلیل بازده بالا و پایداری در تولید نور قرمز، نارنجی و زرد شناخته شده است. طراحی "نصب معکوس" نشان می‌دهد که سطح نورافشان در سمت مخالف پدهای نصب قرار دارد، که می‌تواند برای طراحی‌های نوری خاص یا چیدمان‌های محدود از نظر فضا که در آن‌ها به نور تابیده از کنار نیاز است، مفید باشد. روند در ال ای دی‌های SMD همچنان به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات الکتریکی)، بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر، و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط محیطی سخت، از جمله پروفیل‌های لحیم‌کاری با دمای بالاتر مورد نیاز برای مونتاژ بدون سرب ادامه دارد.