ال ای دی SMD دید جانبی سبز 530 نانومتر - بسته‌بندی EIA - 20 میلی‌آمپر - 76 میلی‌وات - برگه مشخصات فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک ال ای دی SMD پرنور با دید جانبی را تشریح می‌کند. قطعه از یک چیپ نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده و با لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز سازگار است که آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد. ال ای دی بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی مطابق با استاندارد بسته‌بندی EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) بسته‌بندی شده است تا امکان جابجایی و قرارگیری یکنواخت فراهم شود.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• روشنایی بالا:از فناوری چیپ فوق‌العاده روشن InGaN بهره می‌برد.
• انتشار نور از کنار:بسته‌بندی به گونه‌ای طراحی شده که نور از کنار ساطع می‌شود که برای کاربردهای نور پس‌زمینه در دستگاه‌های با پروفیل نازک ایده‌آل است.
• سازگار با اتوماسیون:کاملاً با تجهیزات اتوماتیک برداشت و قرارگیری و پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز سازگار است.
• فاقد سرب و مطابق با RoHS:این قطعه با دستورالعمل‌های محدودیت مواد خطرناک (RoHS) مطابقت دارد.
• سازگار با IC:می‌تواند مستقیماً توسط خروجی‌های مدار مجتمع استاندارد راه‌اندازی شود.

1.2 کاربردهای هدف

این ال ای دی برای کاربردهای عمومی نشانگر و نور پس‌زمینه در الکترونیک مصرفی، تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. ویژگی انتشار نور از کنار آن را به ویژه برای نورپردازی لبه پنل‌ها، نشانگرهای وضعیت روی PCB و نور پس‌زمینه نمایشگرهای LCD در دستگاه‌های قابل حمل مفید می‌سازد.

2. مشخصات فنی و تحلیل عمیق

2.1 محدوده‌های مطلق حداکثر

این محدوده‌ها، مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):76 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی ال ای دی می‌تواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیوسته (IF):20 میلی‌آمپر DC. جریان کاری حالت پایدار توصیه شده.
• جریان مستقیم پیک:100 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است. این امکان فلاش‌های کوتاه و با شدت بالا را فراهم می‌کند.
• محدوده دمای کاری:20- تا 80+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد مطمئن.
• محدوده دمای انبارداری:30- تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، که برای فرآیندهای ریفلو فاقد سرب (Pb-free) معمول است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها عملکرد تحت شرایط کاری عادی را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):از حداقل 71.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر معمول 450.0 میلی‌کاندلا متغیر است. شدت نور با استفاده از یک سنسور فیلتر شده برای تطابق با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک (روی محور) خود کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده یک الگوی انتشار بسیار گسترده مناسب برای نورپردازی کناری است.
• طول موج اوج (λ_P):530 نانومتر. طول موجی که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):525 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ ال ای دی را تعریف می‌کند و از نمودار رنگی CIE مشتق شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):35 نانومتر. عرض طیف انتشار در نصف حداکثر شدت (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM).
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 3.2 ولت، با محدوده‌ای از 2.8 ولت تا 3.6 ولت در 20 میلی‌آمپر. این افت ولتاژ در دو سر ال ای دی هنگام عبور جریان است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت.مهم:این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر تنها برای اهداف آزمایش نشتی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، ال ای دی‌ها بر اساس عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات خاص ولتاژ، روشنایی و رنگ را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

واحدها بر اساس ولتاژ مستقیم (V_F) آنها در 20 میلی‌آمپر دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای تلرانس ±0.1 ولت است.

• D7:2.80 ولت – 3.00 ولت
• D8:3.00 ولت – 3.20 ولت
• D9:3.20 ولت – 3.40 ولت
• D10:3.40 ولت – 3.60 ولت

3.2 دسته‌بندی شدت نور

واحدها بر اساس شدت نور (I_v) آنها در 20 میلی‌آمپر دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای تلرانس ±15% است.

• Q:71.0 میلی‌کاندلا – 112.0 میلی‌کاندلا
• R:112.0 میلی‌کاندلا – 180.0 میلی‌کاندلا
• S:180.0 میلی‌کاندلا – 280.0 میلی‌کاندلا
• T:280.0 میلی‌کاندلا – 450.0 میلی‌کاندلا

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب

واحدها بر اساس طول موج غالب (λ_d) آنها در 20 میلی‌آمپر دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای تلرانس ±1 نانومتر است.

• AP:520.0 نانومتر – 525.0 نانومتر
• AQ:525.0 نانومتر – 530.0 نانومتر
• AR:530.0 نانومتر – 535.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در برگه مشخصات ارجاع داده شده‌اند، روندهای عملکرد معمول را می‌توان توصیف کرد:

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

ال ای دی یک مشخصه غیرخطی I-V مشابه دیود نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم به صورت لگاریتمی با جریان افزایش می‌یابد. کارکرد به میزان قابل توجهی بالاتر از 20 میلی‌آمپر توصیه شده باعث افزایش نامتناسب V_Fو اتلاف توان (گرما) خواهد شد.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نور) در محدوده کاری توصیه شده تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازده ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش دمای اتصال کاهش یابد.

4.3 وابستگی به دما

عملکرد ال ای دی به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:

• ولتاژ مستقیم (V_F):کمی کاهش می‌یابد.
• شدت نور (I_v):کاهش می‌یابد. نرخ این کاهش یک عامل کلیدی در طراحی مدیریت حرارتی است.
• طول موج (λ_d):ممکن است کمی جابجا شود، معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر (انتقال به سرخ).

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی و قطبیت

ال ای دی در یک بسته‌بندی SMD استاندارد مطابق با EIA عرضه می‌شود. برگه مشخصات شامل یک نقشه ابعادی دقیق است. کاتد معمولاً با یک شکاف، یک نقطه سبز یا طول/شکل پایه متفاوت مشخص شده است. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است.

5.2 الگوی پیشنهادی پد PCB

یک طرح پیشنهادی پد لحیم‌کاری ارائه شده است تا اتصالات لحیم‌کاری مطمئن و تراز مناسب در حین ریفلو تضمین شود. رعایت این الگو به جلوگیری از پدیده "سنگ قبر" (ایستادن قطعه روی یک سر) کمک کرده و اتصال حرارتی و الکتریکی خوبی را تضمین می‌کند.

6. دستورالعمل‌های مونتاژ، لحیم‌کاری و نگهداری

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای فاقد سرب ارائه شده است که با استانداردهای JEDEC مطابقت دارد. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150–200 درجه سانتی‌گراد تا 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و فعال کردن فلاکس.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از نقطه مایع:پروفیل باید زمان بالاتر بودن پایه‌های ال ای دی از نقطه ذوب لحیم را به حداکثر 10 ثانیه محدود کند و ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

توجه:پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پروفیل ارائه شده به عنوان نقطه شروع عمل می‌کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه کنترل دمایی با حداکثر دمای 300 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید. زمان لحیم‌کاری را به 3 ثانیه برای هر پایه محدود کرده و فقط یک بار لحیم‌کاری کنید.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. ال ای دی را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک یا مواد شیمیایی نامشخص استفاده نکنید، زیرا ممکن است به لنز پلاستیکی یا بسته‌بندی آسیب برسانند.

6.4 انبارداری و حساسیت به رطوبت

ال ای دی‌ها به رطوبت حساس هستند. اگر کیسه ضد رطوبت مهر و موم شده اصلی (با ماده خشک‌کن) باز نشده باشد، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% انبار شده و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن کیسه، محیط انبار نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. قطعات خارج شده از بسته‌بندی اصلی باید ظرف یک هفته ریفلو شوند. برای انبارداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا در یک خشک‌کن نیتروژن نگهداری شوند. اگر به صورت باز بیش از یک هفته انبار شده‌اند، قبل از مونتاژ یک عملیات پخت (بیکینگ) در حدود 60°C به مدت حداقل 20 ساعت توصیه می‌شود تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.5 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

ال ای دی‌ها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. همیشه آن‌ها را در یک منطقه محافظت شده از ESD با استفاده از مچ‌بندهای زمین شده، زیراندازهای ضد استاتیک و ظروف رسانا جابجا کنید. تمام تجهیزات باید به درستی زمین شده باشند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

ال ای دی‌ها بر روی نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری عرضه می‌شوند که با یک نوار پوششی بالا مهر و موم شده است. نوار بر روی قرقره‌های استاندارد 7 اینچی (178 میلی‌متری) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل مقدار بسته‌بندی برای دسته‌های باقیمانده 500 قطعه اعمال می‌شود.

7.2 ساختار شماره قطعه

شماره قطعه LTST-S220TGKT ویژگی‌های کلیدی را کدگذاری می‌کند:

• LTST:احتمالاً نشان‌دهنده خانواده محصول (ال ای دی SMD لایت-آن) است.
• S220:احتمالاً نشان‌دهنده سبک/اندازه بسته‌بندی (دید جانبی، 220 میل؟ - خاص سازنده) است.
• TGKT:احتمالاً نشان‌دهنده رنگ (سبز)، کدهای بین برای شدت نور/طول موج/ولتاژ و شاید بسته‌بندی نوار/قرقره است. رمزگشایی دقیق خاص سازنده است.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

ال ای دی یک قطعه جریان‌محور است. همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک مدار درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز برگه مشخصات (3.6 ولت) برای اطمینان از جریان کافی تحت همه شرایط استفاده کنید.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (76 میلی‌وات)، اما چیدمان مناسب PCB برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای ال ای دی به عنوان هیت سینک وجود دارد، به ویژه اگر در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان کار می‌کند.

8.3 طراحی اپتیکی

زاویه دید 130 درجه‌ای کناری، نورپردازی گسترده و پخش شده‌ای فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به نور متمرکزتر دارند، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. تعامل الگوی انتشار نور ال ای دی با قطعات مجاور و محفظه‌ها را در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده‌های اصلی این ال ای دیبسته‌بندی دید جانبیوفناوری چیپ InGaNآن هستند. در مقایسه با ال ای دی‌های انتشار از بالا، این قطعه برای هدایت نور موازی با سطح PCB طراحی شده است که فضای عمودی را ذخیره می‌کند. فناوری InGaN در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند AlGaAs، امکان روشنایی و بازده بالا در مناطق طیفی سبز/آبی را فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توانم این ال ای دی را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

No.اتصال مستقیم یک ال ای دی به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد شده و به سرعت قطعه را از بین می‌برد. یک مقاومت سری یا تنظیم‌کننده جریان فعال اجباری است.

10.2 تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

طول موج اوجاوج فیزیکی طیف نور ساطع شده است.طول موج غالبنقطه رنگ درک شده روی نمودار CIE است. برای یک منبع تک‌رنگ، آن‌ها مشابه هستند. برای ال ای دی‌هایی با مقداری پهنای طیفی، طول موج غالب همان رنگی است که چشم انسان درک می‌کند.

10.3 چرا الزامات انبارداری و پخت (بیکینگ) وجود دارد؟

بسته‌بندی پلاستیکی می‌تواند رطوبت هوا را جذب کند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت به بخار تبدیل شده و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورن شدن") شود. پخت این رطوبت را حذف می‌کند.

11. مثال عملی طراحی

سناریو:طراحی یک نشانگر وضعیت نورپردازی کناری روی یک برد منطقی دیجیتال 5 ولت.

1. انتخاب قطعه:یک ال ای دی از دسته شدت نور مناسب انتخاب کنید (مثلاً 'R' برای روشنایی متوسط).
2. تنظیم جریان:تصمیم به کار در جریان معمول 20 میلی‌آمپر.
3. محاسبه مقاومت:با استفاده از بدترین حالت V_F= 3.6 ولت. R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 68 اهم است. محاسبه مجدد جریان: I = (5V - 3.2V_معمول) / 68Ω ≈ 26.5mA (ایمن، زیر حداکثر مطلق جریان DC).
4. چیدمان PCB:ال ای دی را مطابق با الگوی پد پیشنهادی قرار دهید. پره‌های کوچک تخلیه حرارتی به پد کاتد متصل به یک صفحه زمین برای دفع گرما اضافه کنید.
5. مونتاژ:پروفیل ریفلو فاقد سرب را دنبال کنید و اطمینان حاصل کنید که اگر زمان جابجایی حساس به رطوبت بیش از حد شده باشد، برد پخته شده است.

12. اصل عملکرد

ال ای دی یک دیود پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ماده نوع n با حفره‌های ماده نوع p در ناحیه فعال (چیپ InGaN) بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور توسط شکاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. InGaN دارای شکاف انرژی مناسب برای تولید نور سبز، آبی و سفید (با فسفر) است.

13. روندهای فناوری

صنعت اپتوالکترونیک همچنان در چندین حوزه کلیدی مرتبط با چنین قطعاتی پیشرفت می‌کند:

• افزایش بازده (لومن بر وات):بهبودهای مستمر در علم مواد و طراحی چیپ، خروجی نور بیشتری به ازای هر واحد توان ورودی الکتریکی ایجاد می‌کند.
• کوچک‌سازی:اندازه بسته‌بندی‌ها در حالی که عملکرد اپتیکی حفظ یا بهبود می‌یابد، همچنان در حال کاهش است.
• بهبود یکنواختی رنگ:تلرانس‌های تنگ‌تر دسته‌بندی و فرآیندهای تولید پیشرفته، تغییرات رنگ بین دسته‌های تولید را کاهش می‌دهند.
• قابلیت اطمینان و عمر بالاتر:مواد بسته‌بندی بهتر و طراحی‌های مدیریت حرارتی، عمر عملیاتی را به ویژه تحت شرایط دمای بالا افزایش می‌دهند.
• یکپارچه‌سازی:روندها شامل یکپارچه‌سازی چندین چیپ ال ای دی (RGB)، درایورها یا منطق کنترل در بسته‌های واحد برای راه‌حل‌های نورپردازی هوشمندتر است.

این ال ای دی SMD دید جانبی، نشان‌دهنده یک قطعه بالغ و قابل اطمینان است که بر پایه فناوری تثبیت شده InGaN ساخته شده و برای مونتاژ خودکار و عملکرد یکنواخت در طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه بهینه شده است.