انتخاب زبان

دیتاشیت فنی ال‌ای‌دی SMD نارنجی با دید جانبی 5A - فوق‌درخشان AlInGaP - ولتاژ معکوس 5V - توان 75mW

دیتاشیت فنی برای ال‌ای‌دی SMD نارنجی با لنز شفاف و دید جانبی، مبتنی بر فناوری فوق‌درخشان AlInGaP. شامل مشخصات الکتریکی/نوری، محدوده‌های مطلق، ابعاد بسته‌بندی و دستورالعمل‌های لحیم‌کاری است.
smdled.org | PDF Size: 0.8 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - دیتاشیت فنی ال‌ای‌دی SMD نارنجی با دید جانبی 5A - فوق‌درخشان AlInGaP - ولتاژ معکوس 5V - توان 75mW

فهرست مطالب

1. مرور محصول

این سند جزئیات مشخصات یک دیود نورافشان (LED) با عملکرد بالا از نوع نصب سطحی (SMD) با دید جانبی را تشریح می‌کند. این قطعه از یک تراشه نیمه‌هادی فوق‌درخشان فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای تولید نور نارنجی استفاده می‌کند. این محصول با یک بسته‌بندی لنز شفاف طراحی شده است که زاویه دید وسیعی ارائه می‌دهد و برای کاربردهای مختلف نشانگر و نور پس‌زمینه که نیاز به انتشار نور از بغل دارند، مناسب است. محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود. طراحی آن با تجهیزات استاندارد اتوماتیک برداشت و قرارگیری و فرآیندهای لحیم‌کاری بازجوشی مادون قرمز (IR) سازگار است که آن را برای تولید انبوه ایده‌آل می‌کند. ال‌ای‌دی‌ها بر روی نوار 8 میلی‌متری نصب شده بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ عرضه می‌شوند و از بسته‌بندی استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) تبعیت می‌کنند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های مطلق

محدوده‌های مطلق، مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند و تحت هیچ شرایط کاری نباید از آن‌ها تجاوز کرد.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در Ta=25°C اندازه‌گیری می‌شوند و عملکرد معمول ال‌ای‌دی را تحت شرایط کاری عادی تعریف می‌کنند. جریان تست (IF) برای اکثر پارامترهای نوری 5 میلی‌آمپر است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

شدت نور ال‌ای‌دی‌ها می‌تواند از دسته‌ای به دسته دیگر متفاوت باشد. برای اطمینان از یکنواختی برای کاربر نهایی، قطعات بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در 5 میلی‌آمپر در دسته‌های شدت نور مرتب می‌شوند. کد بین، حداقل و حداکثر شدت نور تضمین شده برای ال‌ای‌دی‌های علامت‌گذاری شده با آن کد را تعریف می‌کند. تلرانس درون هر دسته +/- 15% است.

این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی با محدوده روشنایی مشخص برای کاربرد خود انتخاب کنند و در دستیابی به روشنایی یکنواخت در طراحی‌های چند ال‌ای‌دی کمک می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 6 برای زاویه دید)، رفتار معمول آن‌ها را می‌توان بر اساس فیزیک نیمه‌هادی‌ها و مشخصات استاندارد ال‌ای‌دی توصیف کرد.

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

ماده AlInGaP دارای یک ولتاژ مستقیم مشخصه است که معمولاً در 5 میلی‌آمپر بین 1.6 ولت و 2.3 ولت است. منحنی I-V نمایی است؛ افزایش کمی در ولتاژ مستقیم منجر به افزایش زیادی در جریان مستقیم می‌شود. بنابراین، به شدت توصیه می‌شود که ال‌ای‌دی با یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی شود تا از فرار حرارتی جلوگیری کرده و خروجی نور پایدار را تضمین کند.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نور) تقریباً متناسب با جریان مستقیم در یک محدوده قابل توجه است. با این حال، بازده در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش تولید گرما درون تراشه (اثر افت) تمایل به کاهش دارد. کار در جریان DC توصیه شده یا پایین‌تر از آن، بازده بهینه و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.3 وابستگی دمایی

مانند همه نیمه‌هادی‌ها، عملکرد ال‌ای‌دی به دما حساس است. با افزایش دمای پیوند:

مدیریت حرارتی مناسب در کاربرد (مثلاً مساحت کافی مس PCB برای هیت‌سینک) برای حفظ عملکرد و طول عمر یکنواخت بسیار مهم است.

4.4 توزیع طیفی

منحنی خروجی طیفی یک پیک اصلی در حدود 611 نانومتر (نارنجی-قرمز) نشان خواهد داد. نیم‌عرض 17 نانومتر نشان‌دهنده یک طیف تابش نسبتاً باریک در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های سفید یا طیف گسترده است که برای قطعات تک‌رنگ AlInGaP معمول است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق از بسته SMD است. ویژگی‌های کلیدی شامل هندسه لنز دید جانبی، محل و اندازه پایه‌های کاتد و آند، و ردپای کلی بسته می‌شود. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.10 میلی‌متر ارائه شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. طراحی دید جانبی، نور را موازی با صفحه مونتاژ PCB هدایت می‌کند.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

ال‌ای‌دی دارای پایه آند (+) و کاتد (-) است. دیتاشیت یک طرح پد لحیم‌کاری پیشنهادی (الگوی لند) برای طراحی PCB ارائه می‌دهد. این طرح برای لحیم‌کاری قابل اعتماد و پایداری مکانیکی بهینه شده است. همچنین جهت لحیم‌کاری توصیه شده را نشان می‌دهد تا از یکنواختی فیله‌های لحیم اطمینان حاصل شده و از پدیده "قبرستانی" (بلند شدن یک سر از روی پد در حین بازجوشی) جلوگیری شود. پیروی از این دستورالعمل‌ها برای تولید با بازده بالا ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری بازجوشی

یک پروفایل بازجوشی مادون قرمز (IR) پیشنهادی برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است. پارامترهای کلیدی این پروفایل شامل موارد زیر است:

این پروفایل بر اساس استانداردهای JEDEC است، اما به دلیل تغییرات در طراحی PCB، خمیر لحیم و ویژگی‌های کوره، پروفایل‌بندی نهایی در سطح برد توصیه می‌شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از یک هویه با کنترل دما استفاده کنید. دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان لحیم‌کاری برای هر پایه باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود. لحیم‌کاری دستی باید فقط یک بار انجام شود تا از تنش حرارتی جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. غوطه‌ور کردن ال‌ای‌دی در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص استفاده نکنید زیرا ممکن است به ماده بسته یا لنز آسیب برسانند.

6.4 نگهداری و جابجایی

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها بر روی نوار حامل برجسته‌کاری شده با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل موارد زیر است:

بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک استاندارد می‌باشد.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این ال‌ای‌دی نارنجی دید جانبی برای کاربردهای متنوعی که نیاز به الگوی نور جانبی وسیع دارند، مناسب است، از جمله:

8.2 ملاحظات طراحی مدار

9. مقایسه و تمایز فنی

این ال‌ای‌دی نارنجی AlInGaP مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λP)طول موج فیزیکی است که در آن ال‌ای‌دی بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند.طول موج غالب (λd)یک مقدار محاسبه شده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار CIE) است که به بهترین شکل رنگی را که ما می‌بینیم نشان می‌دهد. برای ال‌ای‌دی‌های تک‌رنگ مانند این ال‌ای‌دی نارنجی، آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

10.2 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با 20 میلی‌آمپر به طور مداوم راه‌اندازی کنم؟

بله. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق 30 میلی‌آمپر است. کار در 20 میلی‌آمپر در محدوده مشخصات است. به یاد داشته باشید که مقدار مقاومت محدودکننده جریان مورد نیاز را بر اساس ولتاژ مستقیم در 20 میلی‌آمپر (که ممکن است کمی بیشتر از 5 میلی‌آمپر باشد) مجدداً محاسبه کنید.

10.3 چرا استفاده از درایور جریان ثابت توصیه می‌شود؟

ولتاژ مستقیم یک ال‌ای‌دی دارای ضریب دمایی منفی است و می‌تواند از قطعه‌ای به قطعه دیگر متفاوت باشد. یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری، محدود کردن جریان اولیه را فراهم می‌کند، اما جریان همچنان می‌تواند با دما تغییر کند. یک منبع جریان ثابت، خروجی نور پایدار را تضمین کرده و از ال‌ای‌دی در برابر شرایط جریان بیش از حد صرف نظر از تغییرات VF محافظت می‌کند.

10.4 هنگام سفارش چگونه کد بین را تفسیر کنم؟

کد بین (مثلاً L، M، N، P) محدوده تضمین شده شدت نور در 5 میلی‌آمپر را مشخص می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت دارند، ال‌ای‌دی‌هایی از کد بین یکسان را مشخص و استفاده کنید. برای کاربردهای کمتر حساس، ترکیبی از آن‌ها ممکن است قابل قبول باشد.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: نور پس‌زمینه یک دکمه لمسی برجسته روی پنل یک دستگاه پزشکی.کلاهک دکمه مات با یک آیکون نیمه‌شفاف است و 2 میلی‌متر بالاتر از PCB قرار دارد. یک ال‌ای‌دی دید از بالا به سمت بالا می‌تابید و نور را هدر می‌داد. یک ال‌ای‌دی دید جانبی که در مجاورت دکمه نصب شده است می‌تواند پرتو 130 درجه‌ای خود را به صورت جانبی به لبه کلاهک دکمه هدایت کند و آیکون را از درون به طور مؤثر روشن کند. زاویه دید وسیع، روشنایی یکنواخت در سراسر آیکون را تضمین می‌کند. رنگ نارنجی نشانه واضحی از "آماده به کار" یا "هشدار" ارائه می‌دهد. بسته SMD امکان مونتاژ فشرده و کم‌پروفایل را فراهم می‌کند که با تولید اتوماتیک و فرآیندهای تمیزکاری مورد نیاز برای تجهیزات پزشکی سازگار است.

12. معرفی اصل فناوری

این ال‌ای‌دی بر اساس ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است که به صورت اپیتاکسیال بر روی یک زیرلایه رشد داده شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. نسبت خاص آلومینیوم، ایندیم و گالیم در شبکه کریستالی، انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، نارنجی (~605-611 نانومتر). مشخصه "فوق‌درخشان" از طریق طراحی پیشرفته تراشه و استخراج کارآمد نور از ماده نیمه‌هادی به داخل بسته حاصل می‌شود. اثر دید جانبی توسط هندسه خاص لنز قالب‌گیری شده ایجاد می‌شود که از بازتاب و شکست داخلی برای هدایت مجدد نور از تراشه تابش از بالا به سمت جانبی بسته استفاده می‌کند.

13. روندها و تحولات صنعت

روند در ال‌ای‌دی‌های نشانگر و سیگنال به سمت بازده بالاتر، بسته‌های کوچک‌تر و قابلیت اطمینان بیشتر ادامه دارد. فناوری AlInGaP بالغ است اما همچنان شاهد بهبودهای تدریجی در خروجی لومن بر وات است. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر دسته‌بندی دقیق رنگ و تلرانس‌های تنگ‌تر برای کاربردهایی که نیاز به ثبات رنگ دارند، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ یا کلاسترهای خودرو وجود دارد. پذیرش بسته‌های دید جانبی و زاویه قائم با کوچک‌سازی الکترونیک در حال افزایش است و امکان راه‌حل‌های نوآورانه نور پس‌زمینه و نشانگر وضعیت در طراحی‌های با محدودیت فضا را فراهم می‌کند. علاوه بر این، ادغام با کنترلرهای روی‌برد (ال‌ای‌دی‌های هوشمند) و بهبود سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری دمای بالا، زمینه‌های در حال توسعه برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهای پیشرفته خودرویی و صنعتی هستند.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد نوربرقی

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری لومن/وات خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفه‌جویی بیشتر انرژی است. مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه.
زاویه دید درجه، مثل 120 درجه زاویه‌ای که شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ کلوین، مثل 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
شاخص نمود رنگ بدون واحد، 100-0 توانایی ارائه دقیق رنگ‌های جسم، Ra≥80 خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزه‌ها استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ مراحل بیضی مک‌آدام، مثل "5 مرحله" متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین می‌کند.
طول موج غالب نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تک‌رنگ را تعیین می‌کند.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول موج‌ها را نشان می‌دهد. بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده می‌شود. عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایین‌تر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تر دارد.
مقاومت ESD V (HBM)، مثل 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیب‌پذیر است. اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس.

مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

اصطلاح متریک کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ می‌شود.
افت لومن L70 / L80 (ساعت) زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثل 70%) درصد روشنایی باقی‌مانده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیری حرارتی تخریب ماده تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

بسته بندی و مواد

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی EMC، PPA، سرامیک ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه جلو، تراشه معکوس چینش الکترود تراشه. تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG، سیلیکات، نیترید تراشه آبی را می‌پوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند، به سفید مخلوط می‌کند. فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر می‌گذارند.
عدسی/اپتیک مسطح، میکروعدسی، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

کنترل کیفیت و دسته بندی

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته لومن کد مثل 2G، 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین می‌کند.
دسته ولتاژ کد مثل 6W، 6X گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم.
دسته رنگ بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری می‌کند.
دسته CCT 2700K، 3000K و غیره گروه‌بندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده می‌کند.

آزمون و گواهینامه

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون نگهداری لومن روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. برای تخمین عمر LED استفاده می‌شود (با TM-21).
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر ارائه می‌دهد.
IESNA انجمن مهندسی روشنایی روش‌های آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش می‌دهد. پایه آزمون شناخته شده صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط زیست اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). شرط دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهی بازده انرژی گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.