فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکی
- 3. توضیح سیستم رتبهبندی (بینینگ)
- 3.1 رتبهبندی ولتاژ مستقیم (VF)
- 3.2 رتبهبندی شدت نور (Iv)
- 3.3 رتبهبندی طول موج غالب (λd)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 طرحریزی پد PCB و قطبیت
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری رفلوی مادون قرمز (IR)
- 6.2 نگهداری و جابجایی
- 6.3 تمیزکاری
- 6.4 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات نوار و قرقره
- 7.2 حداقل مقدار سفارش
- 8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 طراحی مدار درایور
- 8.2 مدیریت حرارتی
- 8.3 یکپارچهسازی نوری
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (FAQ)
- 10.1 آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت راهاندازی کنم؟
- 10.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
- 10.3 چرا شرایط نگهداری پس از باز کردن بسته، اینقدر سختگیرانه است؟
- 11. مثال کاربردی عملی
- 12. اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول این سند، مشخصات فنی کامل یک دیود نورافشان (LED) مینیاتوری با نمای جانبی و نصب سطحی (SMD) را ارائه میدهد. این قطعه برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است، مناسب میباشد. فرم فاکتور فشرده و عملکرد قابل اعتماد آن، این قطعه را به یک المان ایدهآل برای تجهیزات الکترونیکی مدرن تبدیل کرده است.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف مزایای اصلی این LED شامل خروجی فوقالعاده روشن از چیپ نیمههادی InGaN (ایندیوم گالیوم نیترید)، زاویه دید گسترده 130 درجه و سازگاری کامل با فرآیندهای استاندارد لحیمکاری رفلوی مادون قرمز (IR) مورد استفاده در تولید انبوه میشود. پکیج دارای پوشش قلع برای بهبود قابلیت لحیمکاری بوده و بر روی نوار استاندارد 8 میلیمتری و قرقره 7 اینچی صنعتی عرضه میشود تا امکان اتوماسیون کارآمد Pick-and-Place فراهم گردد.
کاربردهای هدف، طیف وسیعی از الکترونیک مصرفی و صنعتی را در بر میگیرد. این قطعه معمولاً برای نشانگر وضعیت، نور پسزمینه کیپد یا صفحه کلید، روشنایی نمادها روی پنلهای کنترل و یکپارچهسازی در نمایشگرهای میکرو استفاده میشود. قابلیت اطمینان و عملکرد آن، آن را برای تجهیزات مخابراتی، دستگاههای اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و سیستمهای مختلف کنترل صنعتی مناسب میسازد.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی درک کامل پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی صحیح مدار و دستیابی به عملکرد مطلوب ضروری است.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق این مقادیر، محدودههایی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سلسیوس مشخص شدهاند.
تلفات توان (Pd): 76 میلیوات. این حداکثر مقدار توانی است که قطعه میتواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند.
جریان مستقیم پیوسته (IF): 20 میلیآمپر DC. این حداکثر جریان توصیه شده برای عملکرد مطمئن بلندمدت است.
جریان مستقیم پیک: 100 میلیآمپر، که تنها تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) مجاز است. حتی برای مدت کوتاه، تجاوز از رتبه جریان DC میتواند باعث تخریب LED شود.
محدوده دمای کاری: 20- درجه تا 80+ درجه سلسیوس. عملکرد قطعه در این محدوده دمای محیط تضمین شده است.
- محدوده دمای نگهداری: 30- درجه تا 100+ درجه سلسیوس.دمای لحیمکاری: مقاوم در برابر لحیمکاری رفلوی مادون قرمز با دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه، که استاندارد فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) است.
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکی اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) برابر با 20 میلیآمپر اندازهگیری شدهاند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.شدت نور (Iv): از حداقل 28.0 میلیکاندلا (mcd) تا حداکثر 180.0 mcd متغیر است. مقدار واقعی توسط رتبه بین (Bin) قطعه تعیین میشود (به بخش 3 مراجعه کنید).
- زاویه دید (2θ1/2): 130 درجه. این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار اندازهگیری شده روی محور مرکزی کاهش مییابد. پکیج نمای جانبی طوری طراحی شده که نور را عمود بر صفحه نصب منتشر کند، که این پارامتر را برای کاربردهای نورپردازی جانبی حیاتی میسازد.طول موج پیک تابش (λP): معمولاً 468 نانومتر (nm)، که آن را در ناحیه آبی طیف مرئی قرار میدهد.
- طول موج غالب (λd): از 465.0 نانومتر تا 475.0 نانومتر متغیر است. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک شده و رنگ را تعریف میکند.نیمعرض خط طیفی (Δλ): تقریباً 25 نانومتر. این نشاندهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور آبی منتشر شده است.
- ولتاژ مستقیم (VF): در جریان 20 میلیآمپر، از 2.8 ولت تا 3.8 ولت متغیر است. این افت ولتاژ دو سر LED در حین کار است و برای طراحی درایور بسیار مهم میباشد.جریان معکوس (IR): حداکثر 10 میکروآمپر (μA) هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) برابر با 5 ولت اعمال شود. LEDها برای کار در بایاس معکوس طراحی نشدهاند؛ این پارامتر تنها برای اهداف آزمایشی است.
- 3. توضیح سیستم رتبهبندی (بینینگ) به دلیل تغییرات تولید، LEDها بر اساس عملکرد دستهبندی (بینینگ) میشوند. این سیستم به طراحان اجازه میدهد قطعاتی با مشخصات کاملاً کنترل شده را برای دستیابی به عملکرد یکنواخت در کاربرد انتخاب کنند.3.1 رتبهبندی ولتاژ مستقیم (VF) LEDها بر اساس افت ولتاژ مستقیم در جریان 20 میلیآمپر گروهبندی میشوند. بینها از D7 (2.80V - 3.00V) تا D11 (3.60V - 3.80V) متغیر هستند، با تلرانس ±0.1V برای هر بین. انتخاب LEDها از یک بین VF یکسان، هنگام اتصال چندین قطعه به صورت موازی، روشنایی و توزیع جریان یکنواخت را تضمین میکند.
3.2 رتبهبندی شدت نور (Iv) این رتبهبندی اصلی روشنایی است. بینها به صورت N (28.0-45.0 mcd)، P (45.0-71.0 mcd)، Q (71.0-112.0 mcd) و R (112.0-180.0 mcd) تعریف شدهاند، با تلرانس ±15% برای هر بین. این امکان کنترل دقیق سطح نور خروجی در کاربرد نهایی را فراهم میکند.
3.3 رتبهبندی طول موج غالب (λd) LEDها بر اساس نقطه رنگ دستهبندی میشوند. برای این LED آبی، بینها AC (465.0-470.0 nm) و AD (470.0-475.0 nm) هستند، با تلرانس دقیق ±1 nm. این امر تغییر رنگ حداقلی بین LEDهای مختلف در یک آرایه یا نمایشگر را تضمین میکند.
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد دادههای گرافیکی بینش عمیقتری از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه میدهند.4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V) مشخصه I-V غیرخطی است. منحنی نشان میدهد که افزایش اندک ولتاژ فراتر از آستانه روشن شدن (~2.8V) باعث افزایش سریع جریان میشود. بنابراین، LEDها باید توسط یک منبع محدودکننده جریان (و نه یک منبع ولتاژ ثابت) راهاندازی شوند تا از فرار حرارتی و تخریب جلوگیری شود.
- 4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم این منحنی نشان میدهد که خروجی نور در محدوده کاری مجاز تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازدهی (لومن بر وات) ممکن است در جریانهای بسیار بالا به دلیل افزایش تولید حرارت کاهش یابد.4.3 توزیع طیفی نمودار خروجی طیفی یک پیک منفرد را نشان میدهد که حول 468 نانومتر متمرکز است، که مشخصه LEDهای آبی مبتنی بر InGaN است. نیمعرض نسبتاً باریک نشاندهنده اشباع رنگ خوب است.
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی 5.1 ابعاد پکیج این قطعه مطابق با فرم فاکتور استاندارد صنعتی SMD است. ابعاد کلیدی شامل طول بدنه تقریباً 3.2 میلیمتر، عرض 1.6 میلیمتر و ارتفاع 1.2 میلیمتر میباشد. تمامی تلرانسها معمولاً ±0.1 میلیمتر است. طراحی نمای جانبی به این معنی است که سطح اصلی نورافشان در ضلع کوچکتر پکیج قرار دارد.5.2 طرحریزی پد PCB و قطبیت یک الگوی لند (Footprint) توصیه شده برای طراحی PCB ارائه شده است. ترمینال کاتد (منفی) معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی پکیج LED، مانند یک شکاف، نقطه سبز یا گوشه بریده شده، شناسایی میشود. چاپ ابریشم (Silkscreen) روی PCB باید به وضوح قطبیت را نشان دهد تا از خطاهای مونتاژ جلوگیری شود. اندازه و فاصله مناسب پد برای ایجاد اتصالات لحیم قابل اعتماد و جلوگیری از پدیده "تومبستونینگ" در حین رفلو حیاتی است.
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ 6.1 پروفیل لحیمکاری رفلوی مادون قرمز (IR) این قطعه برای فرآیندهای لحیمکاری بدون سرب (Pb-free) درجهبندی شده است. پروفیل توصیه شده شامل یک ناحیه پیشگرم (150-200°C)، افزایش دمای کنترل شده، دمای پیک حداکثر 260°C و زمان در دمای پیک حداکثر 10 ثانیه است. تعداد کل چرخههای رفلو باید به دو عدد محدود شود. این پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC است تا یکپارچگی پکیج و اتصالات الکتریکی قابل اعتماد تضمین گردد.6.2 نگهداری و جابجایی LEDها به رطوبت حساس هستند (MSL 3). هنگامی که در بسته رطوبتگیر اصلی مهر و موم شده همراه با جاذب رطوبت نگهداری میشوند، عمر قفسهای یک سال در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% دارند. پس از باز کردن بسته، قطعات باید در شرایط محیطی ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% در عرض یک هفته استفاده شوند. اگر برای مدت طولانیتری در معرض هوا قرار گیرند، قبل از لحیمکاری نیاز به پخت (Bake-out) در دمای 60°C به مدت حداقل 20 ساعت است تا رطوبت جذب شده خارج شده و از "پاپ کورن شدن" (ترک خوردن پکیج در حین رفلو) جلوگیری شود.
- 6.3 تمیزکاری در صورت لزوم به تمیزکاری پس از لحیمکاری، تنها باید از حلالهای مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) یا اتیل الکل استفاده شود. LED باید در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطهور شود. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص میتوانند به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.6.4 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD) این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیبپذیر است. کنترلهای مناسب ESD باید در حین جابجایی و مونتاژ اعمال شوند. این شامل استفاده از ایستگاههای کاری زمین شده، مچبندهای اتصال به زمین، زیرپاییهای رسانا و بستهبندی ضد استاتیک میشود.
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش 7.1 مشخصات نوار و قرقره قطعات بر روی نوار حامل برجسته (Embossed) با عرض 8 میلیمتر عرضه میشوند. نوار بر روی قرقره استاندارد با قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. نوار با یک نوار پوشش محافظ مهر و موم شده است. بستهبندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است.7.2 حداقل مقدار سفارش مقدار بستهبندی استاندارد یک قرقره (3000 قطعه) است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، بسته حداقل 500 قطعه برای موجودی باقیمانده در دسترس است.
- 8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی 8.1 طراحی مدار درایور همیشه هنگام تغذیه از یک منبع ولتاژ، از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید. مقدار مقاومت را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_source - VF_LED) / I_desired. با توجه به محدوده VF (2.8-3.8V)، طراحی را برای بدترین حالت انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که جریان حتی با یک قطعه با VF پایین نیز هرگز از رتبه حداکثر مطلق تجاوز نمیکند.8.2 مدیریت حرارتی اگرچه تلفات توان کم است (76 میلیوات)، مدیریت حرارتی مؤثر هنوز برای طول عمر و حفظ نور خروجی مهم است. اطمینان حاصل کنید که PCB دارای مساحت مسی کافی متصل به پد حرارتی LED (در صورت وجود) یا پدهای لحیم است تا حرارت را دفع کند. کار در دمای محیطی بالا یا در حداکثر جریان، عمر قطعه را کاهش میدهد.
8.3 یکپارچهسازی نوری پروفیل تابش نمای جانبی برای راهنماهای نور لبهای، روشنایی نمادها روی یک سطح عمودی یا تأمین نور پسزمینه برای کلیدهای مجاور PCB ایدهآل است. هنگام طراحی لولههای نوری یا دیفیوزرها، زاویه دید 130 درجه را در نظر بگیرید تا روشنایی یکنواخت ناحیه هدف تضمین شود.
9. مقایسه و تمایز فنی در مقایسه با LEDهای SMD نمای روبهرو، این نوع نمای جانبی یک مزیت مکانیکی متمایز برای طراحیهای با محدودیت فضا ارائه میدهد که در آن نیاز است نور موازی با صفحه PCB منتشر شود. استفاده از چیپ InGaN در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر، بازدهی بالاتر و خروجی آبی روشنتری فراهم میکند. سازگاری آن با رفلوی استاندارد IR و بستهبندی نوار و قرقره، آن را برای تولید خودکار و انبوه مقرون به صرفه میسازد و از LEDهایی که نیاز به لحیمکاری دستی دارند متمایز میکند.
10. پرسشهای متداول (FAQ) 10.1 آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت راهاندازی کنم؟ خیر. اتصال مستقیم آن به 5 ولت باعث جریان بیش از حد شده و LED را فوراً نابود میکند. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور LED جریان ثابت اختصاصی استفاده کنید.
10.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟ طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن توان خروجی طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λd) از مختصات رنگ در نمودار رنگسنجی CIE مشتق شده و رنگ درک شده را نشان میدهد. برای یک منبع تکرنگه مانند این LED آبی، آنها بسیار نزدیک هستند، اما λd برای مشخص کردن رنگ مرتبطتر است.
10.3 چرا شرایط نگهداری پس از باز کردن بسته، اینقدر سختگیرانه است؟ مواد بستهبندی اپوکسی میتوانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طی فرآیند لحیمکاری رفلوی با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده میتواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که میتواند باعث ترک خوردن پکیج ("پاپ کورن شدن") شود. درجهبندی MSL 3 و روش پخت از این حالت خرابی جلوگیری میکند.
11. مثال کاربردی عملی سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه. پنل دارای شکافهای کوچک عمودی برای آیکونهای وضعیت (برق، اینترنت، وایفای) است. یک LED نمای جانبی روی PCB اصلی مستقیماً پشت هر شکاف نصب میشود. زاویه دید 130 درجه آن اطمینان میدهد که آیکون از داخل شکاف به طور یکنواخت روشن شود. طراح LEDهایی را از یک بین شدت نور یکسان (مثلاً بین Q) و بین ولتاژ مستقیم یکسان (مثلاً بین D9) انتخاب میکند تا تضمین کند تمام چراغهای وضعیت هنگام راهاندازی توسط یک منبع جریان مشترک، روشنایی و رنگ یکسانی دارند. طرحریزی PCB از هندسه پد توصیه شده پیروی میکند و کارخانه مونتاژ از پروفیل رفلوی مطابق با JEDEC مشخص شده استفاده میکند.
12. اصل عملکرد این یک دستگاه فوتونیک نیمههادی است. این قطعه بر اساس یک ساختار ناهمگن InGaN ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ترتیب از لایههای نیمههادی نوع n و نوع p به ناحیه فعال تزریق میشوند. این حاملهای بار به صورت تابشی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد میکنند. انرژی گاف نواری خاص ماده InGaN طول موج نور منتشر شده را تعیین میکند که در این مورد در طیف آبی (~468 نانومتر) است. لنز اپوکسی چیپ را محصور کرده، محافظت مکانیکی فراهم میکند و پرتو نور خروجی را شکل میدهد.
13. روندهای فناوری فناوری زیربنایی LEDهای آبی، یعنی InGaN، یک پیشرفت انقلابی در روشنایی حالت جامد بود که امکان ساخت LEDهای سفید (از طریق تبدیل فسفر) و نمایشگرهای تمامرنگ را فراهم کرد. روندهای فعلی در فناوری LEDهای SMD بر افزایش بازده نوری (نور خروجی بیشتر بر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای LEDهای سفید، دستیابی به قابلیت اطمینان بالاتر و عمر طولانیتر و امکان ساخت پکیجهای حتی کوچکتر برای کاربردهای فوق مینیاتوری متمرکز است. پیشرفتها در مواد بستهبندی نیز با هدف مدیریت بهتر حرارت و ارائه زوایای دید گستردهتر یا الگوهای پرتو کنترلشدهتر دنبال میشود.
. Performance Curve Analysis
Graphical data provides deeper insight into device behavior under varying conditions.
.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
The I-V characteristic is non-linear. The curve shows that a small increase in voltage beyond the turn-on threshold (~2.8V) causes a rapid increase in current. Therefore, LEDs must be driven by a current-limited source, not a constant voltage source, to prevent thermal runaway and destruction.
.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
This curve demonstrates that light output is approximately proportional to forward current within the rated operating range. However, efficiency (lumens per watt) may decrease at very high currents due to increased heat generation.
.3 Spectral Distribution
The spectral output graph shows a single peak centered around 468 nm, characteristic of InGaN-based blue LEDs. The relatively narrow half-width indicates good color saturation.
. Mechanical and Package Information
.1 Package Dimensions
The device conforms to an industry-standard SMD footprint. Key dimensions include a body length of approximately 3.2 mm, a width of 1.6 mm, and a height of 1.2 mm. All tolerances are typically ±0.1 mm. The side-view design means the primary light-emitting surface is on the smaller side of the package.
.2 PCB Pad Layout and Polarity
A recommended land pattern (footprint) for PCB design is provided. The cathode (negative) terminal is typically identified by a visual marker on the LED package, such as a notch, green dot, or cut corner. The PCB silkscreen should clearly indicate polarity to prevent assembly errors. Proper pad size and spacing are critical for achieving reliable solder joints and preventing tombstoning during reflow.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 IR Reflow Soldering Profile
The device is rated for lead-free (Pb-free) soldering processes. The recommended profile includes a pre-heat zone (150-200°C), a controlled ramp-up, a peak temperature not exceeding 260°C, and a time at peak temperature of 10 seconds maximum. The total number of reflow cycles should be limited to two. This profile is based on JEDEC standards to ensure package integrity and reliable electrical connections.
.2 Storage and Handling
The LEDs are moisture-sensitive (MSL 3). When stored in their original sealed moisture-barrier bag with desiccant, they have a shelf life of one year at ≤30°C and ≤90% RH. Once the bag is opened, components should be used within one week under ambient conditions of ≤30°C and ≤60% RH. If exposed for longer, a bake-out at 60°C for at least 20 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" (package cracking during reflow).
.3 Cleaning
If post-solder cleaning is necessary, only alcohol-based solvents like isopropyl alcohol (IPA) or ethyl alcohol should be used. The LED should be immersed at room temperature for less than one minute. Harsh or unspecified chemicals can damage the epoxy lens or package.
.4 Electrostatic Discharge (ESD) Precautions
This LED is susceptible to damage from electrostatic discharge. Proper ESD controls must be in place during handling and assembly. This includes the use of grounded workstations, wrist straps, conductive floor mats, and anti-static packaging.
. Packaging and Ordering Information
.1 Tape and Reel Specifications
The components are supplied on embossed carrier tape with a width of 8 mm. The tape is wound on a standard 7-inch (178 mm) diameter reel. Each reel contains 3000 pieces. The tape is sealed with a protective cover tape. Packaging conforms to ANSI/EIA-481 standards.
.2 Minimum Order Quantities
The standard packing quantity is one reel (3000 pieces). For quantities less than a full reel, a minimum pack of 500 pieces is available for remainder stock.
. Application Notes and Design Considerations
.1 Driver Circuit Design
Always use a constant current driver or a current-limiting resistor in series with the LED when powered from a voltage source. The resistor value can be calculated using Ohm's Law: R = (V_source - VF_LED) / I_desired. Given the VF range (2.8-3.8V), design for the worst-case scenario to ensure the current never exceeds the absolute maximum rating, even with a low-VF device.
.2 Thermal Management
While the power dissipation is low (76 mW), effective thermal management is still important for longevity and maintaining light output. Ensure the PCB has adequate copper area connected to the LED's thermal pad (if applicable) or solder pads to conduct heat away. Operating at high ambient temperatures or at maximum current will reduce the device's lifetime.
.3 Optical Integration
The side-view emission profile is ideal for edge-lighting light guides, illuminating symbols on a vertical surface, or providing backlighting for keys adjacent to the PCB. Consider the 130-degree viewing angle when designing light pipes or diffusers to ensure even illumination of the target area.
. Technical Comparison and Differentiation
Compared to top-view SMD LEDs, this side-view variant offers a distinct mechanical advantage for space-constrained designs where light needs to be emitted parallel to the PCB plane. The use of an InGaN chip provides higher efficiency and brighter blue output compared to older technologies. Its compatibility with standard IR reflow and tape-and-reel packaging makes it cost-effective for automated, high-volume production, distinguishing it from LEDs requiring manual soldering.
. Frequently Asked Questions (FAQ)
.1 Can I drive this LED directly from a 5V supply?
No. Connecting it directly to 5V would cause excessive current to flow, destroying the LED instantly. You must always use a series current-limiting resistor or a dedicated constant-current LED driver.
.2 What is the difference between peak wavelength and dominant wavelength?
Peak wavelength (λP) is the wavelength at which the spectral power output is maximum. Dominant wavelength (λd) is derived from the color coordinates on the CIE chromaticity diagram and represents the perceived color. For a monochromatic source like this blue LED, they are very close, but λd is more relevant for color specification.
.3 Why is the storage condition so strict after opening the bag?
The epoxy packaging material can absorb moisture from the air. During the high-temperature reflow soldering process, this trapped moisture can vaporize rapidly, creating internal pressure that can crack the package ("popcorning"). The MSL 3 rating and baking procedure prevent this failure mode.
. Practical Application Example
Scenario: Designing a status indicator panel for a network router.The panel has small, vertical slots for status icons (Power, Internet, Wi-Fi). A side-view LED is mounted on the main PCB directly behind each slot. Its 130-degree viewing angle ensures the icon is evenly illuminated from within the slot. The designer selects LEDs from the same luminous intensity bin (e.g., Bin Q) and forward voltage bin (e.g., Bin D9) to guarantee all status lights have identical brightness and color when driven by a common current source. The PCB layout follows the recommended pad geometry, and the assembly house uses the specified JEDEC-compliant reflow profile.
. Operating Principle
This is a semiconductor photonic device. It is based on an InGaN heterostructure. When a forward bias voltage is applied, electrons and holes are injected into the active region from the n-type and p-type semiconductor layers, respectively. These charge carriers recombine radiatively, releasing energy in the form of photons. The specific bandgap energy of the InGaN material determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the blue spectrum (~468 nm). The epoxy lens encapsulates the chip, provides mechanical protection, and shapes the light output beam.
. Technology Trends
The underlying technology for blue LEDs, InGaN, was a groundbreaking development in solid-state lighting, enabling white LEDs (via phosphor conversion) and full-color displays. Current trends in SMD LED technology focus on increasing luminous efficacy (more light output per watt), improving color rendering index (CRI) for white LEDs, achieving higher reliability and longer lifetimes, and enabling even smaller package sizes for ultra-miniature applications. Advancements in packaging materials also aim to better manage heat and provide wider viewing angles or more controlled beam patterns.
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. |