فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
- 1.2 خلاصه ویژگیهای کلیدی
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی
- 3. توضیح سیستم Binning
- 3.1 Binning شدت نور
- 3.2 Binning طول موج غالب
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 رابطه استنتاجشده جریان-ولتاژ (I-V)
- 4.2 شدت نور در مقابل جریان (L-I)
- 4.3 وابستگی به دما
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 محدودسازی جریان و محافظت
- 6.2 ذخیرهسازی و حساسیت به رطوبت
- 6.3 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 6.4 لحیمکاری دستی و بازکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
- 7.1 مشخصات قرقره و نوار
- 7.2 اطلاعات برچسب
- 8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
1. مرور کلی محصول
LED SMD 23-21 یک دیود نورافشان نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده و نیازمند روشنایی نشانگر قابل اعتماد یا نور پسزمینه در فضاهای محدود است. این قطعه نشاندهنده پیشرفت قابل توجهی نسبت به LEDهای سنتی نوع lead-frame است و مزایای قابل توجهی از نظر فضای برد، راندمان مونتاژ و اندازه محصول نهایی ارائه میدهد.
1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
مزیت اصلی LED SMD 23-21 در ابعاد بسیار کوچک آن نهفته است. با ابعادی در حدود 2.3mm x 2.1mm، امکان کاهش چشمگیر اندازه برد مدار چاپی (PCB) را فراهم میکند. این امر مستقیماً به چگالی بستهبندی قطعات بالاتر منجر میشود و امکان عملکرد پیچیدهتر را در پروفایل کلی دستگاه کوچکتر فراهم میکند. کاهش نیاز به فضای ذخیرهسازی هم برای خود قطعات و هم برای مجموعههای مونتاژ شده، مزایای لجستیکی و هزینهای به همراه دارد. علاوه بر این، ماهیت سبک بستهبندی SMD آن را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهای قابل حمل و مینیاتوری تبدیل میکند که در آنها وزن یک عامل حیاتی است، مانند فناوری پوشیدنی، الکترونیک مصرفی فشرده و پنلهای کنترل مینیاتوری.
این محصول بهعنوان یک نشانگر همهکاره و راهحل نور پسزمینه قرار گرفته است. این محصول برای روشنایی با توان بالا طراحی نشده، بلکه برای نشان دادن وضعیت، نورپردازی نمادین پسزمینه و نورپردازی محیطی سطح پایین طراحی شده است که در آن رنگ یکنواخت و عملکرد قابلاعتماد از اهمیت بالایی برخوردار است.
1.2 خلاصه ویژگیهای کلیدی
- Packaging: عرضه شده در نوار 8 میلیمتری روی قرقرههای با قطر 7 اینچ، سازگار با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place.
- سازگاری فرآیند: کاملاً سازگار با فرآیندهای اصلی لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز (IR) و فاز بخار.
- نوع: نوع تکرنگ، نور قرمز درخشان ساطع میکند.
- انطباق محیطزیستی: The product is Pb-free (lead-free), compliant with the RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, compliant with EU REACH regulations, and meets halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق
این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی مشخصشده در دیتاشیت ارائه میدهد. درک این محدودیتها برای طراحی مدار قابل اعتماد حیاتی است.
2.1 Absolute Maximum Ratings
مقادیر حداکثر مطلق، محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط کاری نیستند.
- ولتاژ معکوس (VR): اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیش از این مقدار میتواند باعث شکست پیوند شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF): 25mA. این حداکثر جریان DC است که میتوان به طور پیوسته در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد از LED عبور داد.
- جریان اوج رو به جلو (IFP): 60mA. این جریان بالاتر تنها تحت شرایط پالسی مجاز است، به طور خاص در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1kHz. این برای فلاشهای کوتاه و پر شدت مفید است اما نباید برای کارکرد DC استفاده شود.
- اتلاف توان (Pd): 60mW. این حداکثر توانی است که دستگاه میتواند به صورت گرما تلف کند. فراتر رفتن از این حد، معمولاً با جریان بسیار بالا یا دمای محیط بسیار زیاد، دمای اتصال را افزایش داده و عملکرد را کاهش میدهد یا باعث خرابی میشود.
- Electrostatic Discharge (ESD): Human Body Model (HBM) 2000V. این درجهبندی نشاندهنده سطح متوسطی از استحکام در برابر ESD است. اقدامات احتیاطی استاندارد هنگام کار با ESD (استفاده از ایستگاههای کاری زمینشده، بند مچ) در طول مونتاژ و جابجایی همچنان لازم است.
- Operating Temperature (Topr): -40°C تا +85°C. LED برای عملکرد در این محدوده دمای محیطی طراحی شده است.
- دمای ذخیرهسازی (Tstg): ۴۰- درجه سانتیگراد تا ۹۰+ درجه سانتیگراد.
- دمای لحیمکاری: دستگاه میتواند لحیمکاری بازجریانی با دمای اوج ۲۶۰ درجه سانتیگراد را تا ۱۰ ثانیه، یا لحیمکاری دستی در دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد را تا ۳ ثانیه برای هر پایانه تحمل کند.
2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی
این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) برابر با 5mA اندازهگیری میشوند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. آنها عملکرد معمول دستگاه را تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv): از حداقل 18.0 mcd تا حداکثر 45.0 mcd متغیر است. مقدار واقعی برای یک واحد خاص به کد بین (bin code) آن بستگی دارد (به بخش 3 مراجعه کنید). مقدار معمول ذکر نشده است که نشاندهنده تغییرات قابل توجه در گستره تولید است.
- زاویه دید (2θ1/2): 130 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج خود کاهش مییابد. زاویه ۱۳۰ درجه نشاندهنده الگوی دید نسبتاً گستردهای است که برای نشانگرهایی مناسب است که باید از زوایای مختلف دیده شوند.
- طول موج اوج (λp): 632 نانومتر (معمولی). این طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی در حداکثر است.
- طول موج غالب (λd): از 617.5 نانومتر تا 633.5 نانومتر متغیر است. این طول موج با رنگ درکشده نور مطابقت دارد و برای کاربردهای رنگسنجی مرتبطتر از طول موج اوج است. سیستم دستهبندی (Binning) دستگاهها را بر اساس این پارامتر طبقهبندی میکند.
- پهنای باند طیفی (Δλ): 20 نانومتر (معمول). این عرض طیف منتشر شده در نصف حداکثر توان آن است. مقدار 20 نانومتر مشخصه LEDهای قرمز بر پایه AlGaInP است که نشاندهنده رنگ قرمز نسبتاً خالص و اشباعشده میباشد.
- ولتاژ پیشرو (VF): در IF=5mA. این پارامتر نیز دستهبندی شده است (بخش 3 را ببینید). ولتاژ مستقیم پایین یک مزیت کلیدی برای مدارهای کارکرده با باتریِ کمولتاژ است.
- جریان معکوس (IR): حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. این مشخصکننده حداکثر جریان نشتی هنگامی است که دستگاه در بایاس معکوس قرار دارد.
نکتهای در مورد تلرانسها: دیتاشیت تلرانسهای جداگانهای را برای پارامترهای کلیدی مشخص میکند: شدت نور (±۱۱٪)، طول موج غالب (±۱ نانومتر) و ولتاژ مستقیم (±۰.۱ ولت). این تلرانسها علاوه بر محدودههای بین اعمال میشوند و باید در تحلیل دقیقترین تلرانس در نظر گرفته شوند.
3. توضیح سیستم Binning
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها در بینهای عملکردی دستهبندی میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که معیارهای حداقل خاص برای کاربردشان را برآورده میکنند.
3.1 Binning شدت نور
دستگاهها بر اساس شدت نور اندازهگیری شده در جریان IF=5mA در چهار دسته (M1, M2, N1, N2) طبقهبندی میشوند.
- M1: 18.0 – 22.5 mcd
- M2: 22.5 – 28.5 mcd
- N1: 28.5 – 36.0 mcd
- N2: 36.0 – 45.0 mcd
انتخاب یک باین بالاتر (مانند N2) روشنایی بیشتر LED را تضمین میکند اما ممکن است با هزینه بیشتری همراه باشد. برای کاربردهایی که روشنایی مطلق حیاتی نیست اما یکنواختی بین چندین نشانگر اهمیت دارد، مشخص کردن یک باین واحد ضروری است.
3.2 Binning طول موج غالب
یکنواختی رنگ از طریق چهار دستهبندی طول موج (E4, E5, E6, E7) مدیریت میشود. این امر برای کاربردهایی که چندین LED بهطور همزمان استفاده میشوند و باید از نظر رنگ یکسان به نظر برسند، حیاتی است.
- E4: 617.5 – 621.5 نانومتر (نارنجی-قرمزتر)
- E5: 621.5 – 625.5 نانومتر
- E6: 625.5 – 629.5 نانومتر
- E7: 629.5 – 633.5 نانومتر (قرمز خالصتر)
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
سه باند ولتاژ (00، 0، 1) در طراحی مدارهای محدودکننده جریان کارآمد کمک میکنند، به ویژه در آرایههای موازی LED که تطبیق ولتاژ میتواند توزیع جریان را بهبود بخشد.
- 00: 1.55 – 1.75 V
- 0: 1.75 – 1.95 V
- 1: 1.95 – 2.15 V
4. تحلیل منحنی عملکرد
در حالی که دیتاشیت به "منحنیهای مشخصه الکترواپتیکال معمول" ارجاع میدهد، نمودارهای خاص در متن ارائه نشدهاند. بر اساس رفتار استاندارد LED و پارامترهای داده شده، میتوانیم روابط احتمالی را استنباط کنیم.
4.1 رابطه استنتاجشده جریان-ولتاژ (I-V)
ولتاژ مستقیم (VF) در 5mA مشخص شده است. برای یک LED قرمز معمولی AlGaInP، منحنی I-V نمایی است. کارکرد LED در جریانی کمتر از 5mA منجر به V متناسباً پایینتری خواهد شد.F (مثلاً ~1.8-2.0V در 2mA). کارکرد آن در حداکثر جریان پیوسته 25mA باعث افزایش V خواهد شد، احتمالاً به مقداری نزدیک به حد بالایی محدوده دستهبندی آن یا کمی بالاتر به دلیل گرمایش مقاومتی در نیمههادی و اتصالات.F همیشه باید از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان استفاده شود، زیرا مقاومت دینامیکی LED بسیار پایین است و افزایش کوچکی در ولتاژ باعث افزایش زیادی در جریان میشود و خطر فرار حرارتی را به همراه دارد.
4.2 شدت نور در مقابل جریان (L-I)
شدت نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده جریان پایین تا متوسط است (تا حدود ۲۰ میلیآمپر برای چنین قطعاتی). شدت نور نامی در جریان ۵ میلیآمپر است. کارکرد در ۲۰ میلیآمپر معمولاً شدتی تقریباً ۳.۵ تا ۴ برابر بیشتر تولید میکند، اما این موضوع باید در برابر حد مجاز اتلاف توان (۶۰ میلیوات) تأیید شود. در ۲۰ میلیآمپر و ولتاژF ۲.۰ ولت، اتلاف توان ۴۰ میلیوات است که در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد در محدوده مجاز قرار دارد. با این حال، بازده (خروجی نور بر وات الکتریکی) اغلب در جریانهای بالاتر به دلیل افزایش حرارت کاهش مییابد.
4.3 وابستگی به دما
پارامترهای کلیدی به دما حساس هستند:
- ولتاژ پیشرو (VF): با افزایش دما کاهش مییابد (ضریب دمایی منفی، معمولاً ۲- میلیولت بر درجه سلسیوس برای الئیدیهای قرمز). این امر در صورت تغذیه توسط منبع ولتاژ ثابت با مقاومت سری میتواند جریان را کمی افزایش دهد.
- شدت نور (Iv): با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد. این کاهش میتواند قابل توجه باشد، اغلب حدود ۰.۵ تا ۱ درصد به ازای هر درجه سلسیوس افزایش بالاتر از ۲۵ درجه سلسیوس. مدیریت حرارتی مناسب روی برد مدار چاپی برای حفظ روشنایی یکنواخت ضروری است، به ویژه در دمای محیط بالا یا هنگام کار با جریانهای بالاتر.
- طول موج غالب (λd): با دما به میزان کمی جابجا میشود، معمولاً با نرخی حدود ۰.۱ نانومتر بر درجه سلسیوس برای الئیدیهای AlGaInP.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
دیتاشیت شامل یک نقشهی دقیق با ابعاد از بستهبندی سطحنصب 23-21 میباشد. ویژگیهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- طول کلی 2.3 میلیمتر و عرض 2.1 میلیمتر است (از این رو نام 23-21 برای آن انتخاب شده است).
- بسته در سمت پایین خود دارای دو ترمینال آند/کاتد برای نصب سطحی است.
- یک نشانگر قطبیت (احتمالاً یک شکاف یا علامت سبز رنگ در بالا یا پایین) برای تشخیص کاتد وجود دارد. جهتدهی صحیح در هنگام مونتاژ بسیار حیاتی است.
- الگوی لند (Footprint) توصیه شده برای طراحی PCB از این ابعاد استخراج میشود که معمولاً شامل پدهای لحیم کمی بزرگتر از ترمینالهای دستگاه است تا یک فیله لحیم قابل اطمینان ایجاد شود.
- تمام تلرانسهای مشخصنشده ±0.1 میلیمتر هستند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
رعایت این دستورالعملها برای بازده و قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.
6.1 محدودسازی جریان و محافظت
اجباری: یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی باید به صورت سری با LED استفاده شود. LED یک وسیله جریانمحور است. بدون مقاومت، حتی یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع (مثلاً افت ولتاژ باتری) میتواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود.
6.2 ذخیرهسازی و حساسیت به رطوبت
LEDها در یک کیسه محافظ مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشککن بستهبندی شدهاند.
- Before Opening: در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود.
- پس از باز کردن: "طول عمر کف" (زمانی که قطعات میتوانند در معرض هوای محیط کارخانه قرار گیرند) در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤60% یک سال است.
- بازپخت در صورتی که ماده خشککن نشاندهنده اشباع (تغییر رنگ) باشد یا عمر مفید آن به پایان رسیده باشد، نیاز به بازپخت است: ۶۰ درجه سانتیگراد ±۵ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت قبل از استفاده در فرآیند Reflow.
6.3 پروفیل لحیمکاری ریفلو
یک پروفایل ریفلو بدون سرب (Pb-free) مشخص شده است:
- پیشگرمایش: 150-200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه.
- Time Above Liquidus (TAL): 60 تا 150 ثانیه بالاتر از 217 درجه سانتیگراد.
- Peak Temperature: حداکثر 260 درجه سانتیگراد، که حداکثر به مدت 10 ثانیه حفظ شود.
- نرخ گرمایش: حداکثر ۶ درجه سلسیوس بر ثانیه.
- زمان بالای ۲۵۵ درجه سلسیوس: حداکثر 30 ثانیه.
- نرخ خنکسازی: حداکثر 3 درجه سلسیوس بر ثانیه.
محدودیتهای مهم: لحیمکاری بازجوش نباید بیش از دو بار انجام شود. از اعمال تنش مکانیکی بر روی بستهبندی در حین گرمایش خودداری کرده و پس از لحیمکاری، برد مدار چاپی را خم نکنید.
6.4 لحیمکاری دستی و بازکاری
لحیمکاری دستی مجاز است اما نیازمند دقت فراوان برای جلوگیری از آسیب حرارتی میباشد.
- از یک هویه با دمای نوک ≤350 درجه سانتیگراد استفاده کنید.
- زمان تماس را به ≤3 ثانیه برای هر ترمینال محدود کنید.
- از هویه کمتوان (ظرفیت ≤25 وات) استفاده کنید.
- بین لحیمکاری هر پایه، یک فاصله خنککننده ≥2 ثانیه در نظر بگیرید.
- تعمیر/بازکاری: پس از لحیمکاری LED توصیه نمیشود. در صورت اجتنابناپذیری، از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه جهت برداشتن استفاده کنید تا تنش روی اتصالات لحیم و اتصالات داخلی LED به حداقل برسد. پس از بازکاری، عملکرد را حتماً تأیید کنید.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
7.1 مشخصات قرقره و نوار
محصول در بستهبندی استاندارد صنعتی برای مونتاژ خودکار عرضه میشود:
- عرض نوار حامل: 8 mm.
- قطر قرقره: 7 اینچ.
- تعداد در هر قرقره: 2000 قطعه.
7.2 اطلاعات برچسب
برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح است:
- CPN: شماره قطعه مشتری (تعیین شده توسط خریدار).
- P/N: Manufacturer's Part Number (23-21/R6C-AM1N2AY/2A).
- QTY: تعداد بستهبندی (2000).
- CAT: رده شدت روشنایی (مثلاً: M1, N2).
- HUE: Chromaticity Coordinates & طول موج غالب Rank (e.g., E5, E6).
- REF: رتبه ولتاژ مستقیم (مثلاً 00، 1).
- شماره LOT: شماره LOT ساخت برای ردیابی.
8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- Automotive Interior: نورپردازی پشت برای ابزارهای داشبورد، کلیدها و پنلهای کنترل.
- تجهیزات مخابراتی: نشانگرهای وضعیت و نورپردازی پشت صفحه کلید در تلفنها، دستگاههای فکس و سختافزارهای شبکهای.
- الکترونیک مصرفی: نور پسزمینه تخت برای نمایشگرهای LCD کوچک، نور پسزمینه برای کلیدهای غشایی و نمادها روی کنترلهای از راه دور، لوازم خانگی و تجهیزات صوتی.
- نشانهگذاری عمومی: وضعیت برق، نشانگر حالت و سیگنالهای هشدار در طیف گستردهای از دستگاههای الکترونیکی.
8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- مدار درایو جریان: همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V محاسبه کنید.عرضه - VF) / IF. از حداکثر V استفاده کنیدF از باین (مثلاً 2.15 ولت) برای اطمینان از اینکه جریان حتی با LED با بالاترین ولتاژ نیز از سطح مطلوب تجاوز نکند.
- مدیریت حرارتی: Although low power, consider the effect of ambient temperature and adjacent heat-generating components. For consistent brightness, avoid operating at the absolute maximum current (25mA) in high-temperature environments (>70°C).
- یکنواختی بصری: برای کاربردهایی که چندین LED به طور همزمان مشاهده میشوند، محدودههای باریک برای شدت نور (CAT) و طول موج غالب (HUE) مشخص کنید تا ظاهر یکنواخت تضمین شود.
- چیدمان PCB: از الگوی زمین توصیه شده پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که علامت قطبیت روی چاپ ابریشمی PCB با نشانگر قطبیت LED مطابقت دارد. فاصله کافی بین LED و سایر قطعات فراهم کنید.
- محافظت در برابر ESD: در صورتی که LED مستقیماً در معرض رابطهای کاربری قرار دارد، محافظت اولیه در برابر ESD را روی خطوط ورودی پیادهسازی کنید، یا اطمینان حاصل کنید که مونتاژ در یک محیط کنترلشده از نظر ESD انجام میشود.
9. مقایسه و تمایز فنی
LED SMD 23-21 عمدتاً از طریق ترکیب اندازه بسیار کوچک و مشخصات عملکردی دقیق با یک سیستم طبقهبندی جامع، خود را متمایز میسازد.
در مقایسه با LEDهای SMD بزرگتر (مانند 3528، 5050): مدل 23-21 دارای ابعاد و ارتفاع بهطور قابلتوجهی کوچکتری است که امکان چیدمان فشردهتر روی PCB و تولید محصولات نهایی باریکتر را فراهم میکند. این مدل، حداکثر خروجی نوری (لومن) را در ازای مینیاتوریسازی معامله میکند و آن را برای کاربردهای در سطح نشانگر بهجای نورپردازی سطحی ایدهآل میسازد.
در مقایسه با LEDهای تراشهای (بدون بستهبندی): مدل 23-21 با ارائه یک بستهبندی محکم و دارای دسته، همراه با لنز یکپارچه (برای زاویه دید 130 درجه) و پایههای قابل لحیمکاری، مونتاژ را در مقایسه با تراشههای لخت که نیاز به نصب تخصصی و اتصال سیم دارند، سادهتر میکند.
در مقابل LEDهای نصبسوراخ: مزایای کلیدی عبارتند از: سازگاری با مونتاژ خودکار، کاهش فضای مورد نیاز روی برد، و عدم وجود پایههایی که نیاز به خمکردن و قطعکردن دارند. این امر منجر به کاهش هزینه مونتاژ و قابلیت اطمینان بالاتر در تولید انبوه میشود.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
Q1: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع منطقی 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟
A: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. برای منبع 3.3V و جریان هدف 5mA، با حداکثر VF با ولتاژ 2.15 ولت، حداقل مقدار مقاومت R = (3.3V - 2.15V) / 0.005A = 230Ω است. یک مقاومت استاندارد 240Ω یا 270Ω مناسب خواهد بود.
سوال 2: چرا دامنه چنین گستردهای در شدت روشنایی (45 تا 18 mcd) وجود دارد؟
پاسخ: این بازتاب تغییرات طبیعی در فرآیند ساخت نیمههادی است. سیستم دستهبندی (M1, M2, N1, N2) به شما امکان میدهد حداقل سطح روشنایی مورد نیاز طراحی خود را انتخاب کنید. اگر مدار شما حداقل به 25 mcd نیاز دارد، باید دسته N1 یا N2 را مشخص کنید.
سوال 3: آیا این LED برای استفاده در فضای بیرون مناسب است؟
A: محدوده دمای کاری (۴۰- درجه سانتیگراد تا ۸۵+ درجه سانتیگراد) نشان میدهد که میتواند طیف وسیعی از شرایط محیطی را تحمل کند. با این حال، قرارگیری طولانیمدت در معرض نور مستقیم خورشید، رطوبت و تابش UV در دیتاشیت پوشش داده نشده است. برای استفاده در فضای باز، پوشش محافظتی کانفورمال اضافی روی PCB را در نظر بگیرید و در صورت مشخص نبودن، پایداری رزین در برابر UV را تأیید کنید.
Q4: احتمالاً "R6C" در شماره قطعه نشاندهنده چیست؟
A: اگرچه در اینجا به صراحت تعریف نشده است، اما در شمارهگذاری رایج قطعات LED، "R" اغلب نشاندهنده رنگ قرمز است، "6" ممکن است مربوط به بین طول موج غالب یا کد رنگ باشد، و "C" میتواند نشاندهنده رزین شفاف (همانطور که در راهنمای انتخاب Device ذکر شده) باشد.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور به ازای هر وات برق، عدد بالاتر به معنای بازدهی انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم تعیینکننده رتبه بازده انرژی و هزینه برق است. |
| شار نوری | lm (لومن) | کل نور ساطع شده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده میشود. | تعیین میکند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| Viewing Angle | درجه، به عنوان مثال، 120 درجه | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر دامنه و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| CCT (دمای رنگ) | K (کلوین)، به عنوان مثال: 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایینتر زردرنگ/گرم، مقادیر بالاتر سفیدرنگ/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزهها استفاده میشود. |
| SDCM | مراحل بیضی MacAdam، به عنوان مثال، "5-step" | معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از رنگ یکنواخت در سراسر دسته یکسان LEDها. |
| طول موج غالب | نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | تعیینکننده فام (رنگ) LEDهای تکرنگ قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر رندرینگ رنگ و کیفیت تأثیر میگذارد. |
Electrical Parameters
| اصطلاح | Symbol | 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. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، مورد استفاده برای کمنور کردن یا چشمک زدن. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهشهای ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتری دارد. |
| ESD Immunity | V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضد استاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | معیار کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | هر کاهش 10 درجه سانتیگراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و تغییر رنگ میشود. |
| کاهش لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | مستقیماً "طول عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| Lumen Maintenance | درصد (مثلاً 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | میزان تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | تخریب مواد | تخریب ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | مادهی پوشش محافظ تراشه، ایجاد رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ Ceramic: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، Flip Chip | آرایش الکترود تراشه. | فلپ چیپ: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر. | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل میکند و برای تولید نور سفید ترکیب میشود. | فسفرهای مختلف بر کارایی، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| لنز/اپتیک | Flat, Microlens, TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کد، مثال: 2G, 2H | گروهبندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | یکنواختی روشنایی در یک دسته را تضمین میکند. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | تسهیل تطبیق راننده، بهبود کارایی سیستم. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدوده تنگ. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمواری رنگ درون چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | Grouped by CCT, each has corresponding coordinate range. | پاسخگوی نیازهای CCT صحنههای مختلف است. |
Testing & Certification
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (با استفاده از TM-21) استفاده میشود. |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | تخمین عمر تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون مورد تأیید صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامه محیط زیستی | تضمین عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهی کارایی انرژی و عملکرد برای روشنایی. | مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامههای یارانهای، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |