دیتاشیت سری 57-21 ال‌ای‌دی SMD نمای جانبی - ابعاد بسته‌بندی 2.0x1.25x0.7 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 2.0 ولت - شدت نور 51 میلی‌کاندلا - رنگ زرد سبز - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

سری 57-21 نماینده‌ای از خانواده دیودهای نوری (ال‌ای‌دی) نصب سطحی (SMD) با نمای جانبی است. این قطعات برای کاربردهایی طراحی شده‌اند که فضا محدود است و زاویه دید گسترده‌ای مورد نیاز می‌باشد. این سری در چندین رنگ موجود است، از جمله نوع خاص زرد-سبز که در این سند به تفصیل شرح داده شده است و از ماده نیمه‌هادی تراشه AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) بهره می‌برد.

مزایای اصلی این سری از طراحی بسته‌بندی آن نشأت می‌گیرد. این طراحی دارای زاویه دید گسترده، معمولاً 120 درجه است که از طریق یک طراحی بهینه بازتابنده داخلی حاصل می‌شود. این ویژگی به طور قابل توجهی بازدهی کوپلینگ نور را افزایش می‌دهد و این ال‌ای‌دی‌ها را به ویژه برای استفاده با لوله‌های نوری، که یک جزء رایج در مجموعه‌های نور پس‌زمینه است، مناسب می‌سازد. علاوه بر این، نیاز کم آنها به جریان پیشرو (20 میلی‌آمپر برای عملکرد معمول) آنها را برای تجهیزات الکترونیکی قابل حمل با باتری یا سایر تجهیزات حساس به مصرف برق ایده‌آل می‌کند.

بازار هدف و کاربردهای اصلی شامل تجهیزات اتوماسیون اداری (OA)، نور پس‌زمینه برای نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) تمام‌رنگ، نورپردازی داخلی خودرو و جایگزینی برای لامپ‌های نشانگر معمولی یا لامپ‌های فلورسنت کوچک در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف می‌شود.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان پیشرو (I_F):25 میلی‌آمپر DC. جریان DC پیوسته نباید از این مقدار فراتر رود.
• جریان پیشرو پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
• اتلاف توان (P_d):60 میلی‌وات. این حداکثر اتلاف توان مجاز درون قطعه است.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس (کارکرد) و از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس (ذخیره‌سازی).
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):مقاوم در برابر 2000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM)، که نشان‌دهنده سطح متوسطی از استحکام ESD برای جابجایی است.
• دمای لحیم‌کاری:سازگار با لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط (T_a) برابر 25 درجه سلسیوس و جریان پیشرو (I_F) برابر 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (I_v):مقدار معمول 51 میلی‌کاندلا (mcd) است، با حداقل 32 mcd. تلرانس ±11% برای شدت نور اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد.
• طول موج پیک (λ_p):575 نانومتر (nm). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):573 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان به عنوان رنگ نور درک می‌شود، با تلرانس دقیق ±1 نانومتر.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر. این نشان‌دهنده محدوده طول‌موج‌های منتشر شده است که حول طول موج پیک متمرکز است.
• ولتاژ پیشرو (V_F):معمولاً 2.0 ولت، با محدوده حداقل 1.7 ولت تا حداکثر 2.4 ولت در 20 میلی‌آمپر، با تلرانس ±0.1 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (μA) هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول از یک سیستم دسته‌بندی سه‌کدی برای طبقه‌بندی تغییرات در پارامترهای کلیدی استفاده می‌کند که به طراحان اجازه می‌دهد ال‌ای‌دی‌هایی با عملکرد یکنواخت برای کاربرد خود انتخاب کنند.

• CAT (رده شدت نور):این کد ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس خروجی شدت نور اندازه‌گیری شده گروه‌بندی می‌کند.
• HUE (رده طول موج غالب):این کد ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس طول موج غالب دقیق آنها دسته‌بندی می‌کند و یکنواختی رنگ را تضمین می‌نماید.
• REF (رده ولتاژ پیشرو):این کد ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس افت ولتاژ پیشرو در جریان آزمایش مرتب می‌کند.

این کدها بر روی بسته‌بندی محصول و برچسب‌های ریل چاپ شده‌اند و امکان تطبیق دقیق در فرآیند مونتاژ برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یا رنگ یکنواخت دارند را فراهم می‌کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشرو:این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد. این رابطه در محدوده عملکرد معمول عموماً خطی است اما در جریان‌های بسیار بالا اشباع خواهد شد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:این نمودار اثر خاموشی حرارتی رایج در ال‌ای‌دی‌ها را نشان می‌دهد، که در آن بازده نوری با افزایش دمای پیوندگاه کاهش می‌یابد. خروجی معمولاً با افزایش دما از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس کاهش می‌یابد.
• ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو:این منحنی استاندارد I-V برای یک دیود است که رابطه نمایی را نشان می‌دهد. مقدار معمول V_Fبرابر 2.0 ولت از این منحنی در 20 میلی‌آمپر خوانده می‌شود.
• منحنی کاهش جریان پیشرو:این نمودار حیاتی حداکثر جریان پیشرو پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط مشخص می‌کند. با افزایش دما، جریان حداکثر باید کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شده و قابلیت اطمینان تضمین شود.
• الگوی تابش:یک نمودار قطبی به صورت بصری زاویه دید 120 درجه را نشان می‌دهد و توزیع زاویه‌ای شدت نور را نمایش می‌دهد.
• توزیع طیف:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، با مرکزیت 575 نانومتر و پهنای باند 20 نانومتر، که نقطه رنگ زرد-سبز را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

ال‌ای‌دی دارای یک بسته‌بندی SMD نمای جانبی فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، با تلرانس عمومی ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن مشخص شده باشد) شامل طول بدنه تقریباً 2.0 میلی‌متر، عرض 1.25 میلی‌متر و ارتفاع 0.7 میلی‌متر می‌شود. نقشه‌های دقیق موقعیت پدهای آند و کاتد، شکل کلی و الگوی پیشنهادی برای چیدمان PCB را نشان می‌دهند.

5.2 شناسایی قطبیت

قطعه دارای قطبیت مشخص شده است. کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری مانند یک شکاف، یک نقطه یا رنگ سبز در سمت مربوطه لنز یا بسته‌بندی نشان داده می‌شود. جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ ضروری است.

5.3 بسته‌بندی ریل و نوار

ال‌ای‌دی‌ها بر روی نوار حامل برجسته برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. عرض نوار، فاصله حفره‌ها و ابعاد مشخص شده است. هر ریل حاوی 2000 قطعه است. خود ریل دارای ابعاد مشخص فلنج و هاب است. بسته‌بندی شامل اقدامات مقاوم در برابر رطوبت است: ریل‌ها در داخل یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی همراه با یک ماده جاذب رطوبت (سیلیکاژل) و یک کارت نشانگر رطوبت مهر و موم می‌شوند تا قطعات را در برابر رطوبت محیط در طول ذخیره‌سازی و حمل و نقل محافظت کنند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

لحیم‌کاری ریفلو:قطعه برای پروفیل‌های لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه درجه‌بندی شده است. پیروی از نرخ‌های توصیه شده افزایش دما، تثبیت و کاهش دما برای جلوگیری از شوک حرارتی و اطمینان از اتصالات لحیم قابل اطمینان بسیار مهم است.

لحیم‌کاری دستی:در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر پد محدود شود. از یک هویه کم‌توان استفاده کنید و از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد خودداری نمایید.

شرایط ذخیره‌سازی:برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری، قطعات باید در کیسه‌های ضد رطوبت اصلی خود در دمای زیر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60% ذخیره شوند. پس از باز کردن کیسه، قطعات باید در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً 168 ساعت در شرایط کارخانه) استفاده شوند یا قبل از ریفلو مطابق دستورالعمل‌های استاندارد IPC/JEDEC پخته (بیک) شوند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

واحد سفارش استاندارد یک ریل 2000 تایی است. برچسب محصول روی ریل اطلاعات ضروری از جمله شماره قطعه (PN)، شماره قطعه مشتری (CPN)، تعداد (QTY)، شماره سری ساخت (LOT NO) و سه کد حیاتی دسته‌بندی: CAT، HUE و REF را ارائه می‌دهد. برچسب همچنین نشان‌دهنده مطابقت با RoHS و بدون سرب است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه LCD:هندسه نمای جانبی و زاویه گسترده آن را برای نورپردازی لبه‌ای پنل‌های LCD نازک در تلفن‌های همراه، تبلت‌ها و کلاسترهای ابزار دقیق ایده‌آل می‌سازد.
• نورپردازی لوله نوری:کوپلینگ نور بهینه‌شده به طور کارآمد نور را به داخل راهنمای‌های نوری آکریلیک یا پلی‌کربنات برای نشانگرهای وضعیت یا نور پس‌زمینه نمادین تزریق می‌کند.
• نشانگرهای دستگاه‌های قابل حمل:مصرف جریان کم برای دستگاه‌های با باتری مانند هدست‌های بلوتوث، کنترل‌های از راه دور و دستگاه‌های پزشکی دستی ایده‌آل است.
• نورپردازی داخلی خودرو:می‌تواند برای نور پس‌زمینه دکمه‌ها، سوئیچ‌ها و نمایشگرهای کوچک روی داشبورد و کنسول مرکزی استفاده شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان پیشرو به مقدار مورد نظر (مثلاً 20 میلی‌آمپر برای روشنایی معمول) استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F.
• محاسبه کنید.مدیریت حرارتی:
• اگرچه اتلاف توان کم است، اما اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB یا ویای‌های حرارتی در زیر پدهای ال‌ای‌دی وجود دارد، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز، تا به دفع گرما و حفظ عملکرد و طول عمر کمک کند.محافظت در برابر ESD:

در طول جابجایی و مونتاژ اقدامات احتیاطی استاندارد ESD را اجرا کنید. در صورتی که ال‌ای‌دی به رابط‌های خارجی متصل است، اضافه کردن دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا سایر محافظ‌ها روی خطوط حساس را در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی_Fدر مقایسه با ال‌ای‌دی‌های SMD نمای روبه‌روی استاندارد، عامل تمایز کلیدی سری 57-21 فاکتور فرم نمای جانبی آن است که امکان نورپردازی از لبه PCB را فراهم می‌کند. در مقایسه با سایر ال‌ای‌دی‌های نمای جانبی، مزایای آن شامل فناوری خاص AlGaInP برای نور زرد-سبز با بازده بالا، زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه بهینه‌شده برای لوله‌های نوری و دسته‌بندی مشخص برای یکنواختی رنگ و شدت است. ترکیب V

کم و شدت نور خوب منجر به بازده نوری بالا در کلاس خود می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_pج: طول موج پیک (λ_d) قله فیزیکی طیف نور منتشر شده است. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحدی است که همان درک رنگ را برای چشم انسان ایجاد می‌کند. برای ال‌ای‌دی‌ها، λ

اغلب مشخصه مرتبط‌تری برای تطبیق رنگ است.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. یک ال‌ای‌دی یک قطعه جریان‌محور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد شده و ممکن است آن را به طور آنی از بین ببرد. استفاده از یک مقاومت سری یا تنظیم‌کننده جریان فعال اجباری است.

س: دمای محیط چگونه بر عملکرد تأثیر می‌گذارد؟_Fج: با افزایش دما، ولتاژ پیشرو (V

) کمی کاهش می‌یابد، اما شدت نور به طور قابل توجهی‌تری کاهش می‌یابد (خاموشی حرارتی). منحنی کاهش جریان باید برای حداکثر جریان رعایت شود. دمای بالا همچنین تخریب بلندمدت را تسریع می‌کند.

س: کدهای CAT، HUE و REF برای طراحی من چه معنایی دارند؟

ج: اگر کاربرد شما نیاز به ظاهر یکنواخت دارد (مثلاً یک ردیف چراغ وضعیت)، باید دسته‌های تنگ برای HUE (رنگ) و CAT (روشنایی) مشخص کنید. برای نشانگرهای ساده روشن/خاموش، دسته‌های استاندارد ممکن است کافی باشد. کد REF در طراحی مدارهای درایو جریان یکنواخت کمک می‌کند.

11. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

مثال 1: نور پس‌زمینه صفحه کلید تلفن همراه

یک طراح از چهار ال‌ای‌دی سری 57-21 که در امتداد لبه یک PCB زیر یک صفحه کلید نیمه‌شفاف قرار داده شده‌اند استفاده می‌کند. زاویه دید گسترده 120 درجه روشنایی یکنواخت در تمام کلیدها را تضمین می‌کند. ال‌ای‌دی‌ها به صورت سری با جریان ثابت 18 میلی‌آمپر (کمی کمتر از مقدار معمول برای افزایش عمر باتری و کاهش گرما) توسط یک آی‌سی درایور ال‌ای‌دی اختصاصی که شامل کنترل تاری PWM از پردازنده اصلی تلفن است، راه‌اندازی می‌شوند.

مثال 2: نشانگر پنل صنعتی

در یک پنل کنترل کارخانه، یک ال‌ای‌دی قرمز سری 57-21 (از همان خانواده سری) با یک لوله نوری آکریلیک قالب‌گیری شده سفارشی جفت می‌شود تا یک نشانگر وضعیت "خطا" را از یک PCB شلوغ به یک برچسب روی پنل جلویی منتقل کند. بسته‌بندی نمای جانبی به طور کامل در فضای محدود پشت پنل جای می‌گیرد. طراح ال‌ای‌دی‌ها را از یک دسته HUE واحد انتخاب می‌کند تا اطمینان حاصل کند که رنگ قرمز با سایر نشانگرهای روی پنل مطابقت دارد.

12. معرفی اصل فناوری

این ال‌ای‌دی بر اساس فناوری نیمه‌هادی AlGaInP است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو در سراسر پیوندگاه p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. در مواد AlGaInP، این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) با طول‌موج‌هایی در طیف زرد، نارنجی، قرمز و سبز، بسته به ترکیب دقیق آلیاژ، آزاد می‌کند. رنگ زرد-سبز (طول موج غالب 573 نانومتر) با کنترل دقیق نسبت‌های آلومینیوم، گالیم، ایندیم و فسفر در طول رشد کریستال حاصل می‌شود. نور منتشر شده سپس توسط لنز اپوکسی و ساختار بازتابنده داخلی بسته‌بندی شکل داده و هدایت می‌شود تا زاویه دید مطلوب به دست آید.

13. روندها و تحولات صنعت