فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 3.1 دستهبندی شدت نوردهی
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب (فقط GH سبز)
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 ویژگیهای R6 (AlGaInP قرمز)
- 4.2 ویژگیهای GH (InGaN سبز)
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- 5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 فرآیند جوشکاری
- 6.2 الزامات انبارداری و محافظت در برابر رطوبت
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات نوار رول و نوار حامل
- 7.2 توضیحات برچسب
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات کلیدی طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مطالعات موردی طراحی
- 12. معرفی مختصر اصول فنی
- 13. روندهای صنعت
1. مرور کلی محصول
سری 18-225A نمایانگر یک راهحل LED از نوع نصب سطحی (SMD) فشرده و با عملکرد بالا است. این برگه مشخصات دو گونه اصلی ماده چیپ را پوشش میدهد: R6 (AlGaInP) برای انتشار نور قرمز با روشنایی بالا و GH (InGaN) برای انتشار نور سبز با روشنایی بالا. دستگاه در یک پکیج رزین پراکندهکننده سفید قرار گرفته است. مزیت اصلی آن در این است که در مقایسه با LEDهای نوع قاب سیمی سنتی، فضای اشغالی آن به طور قابل توجهی کاهش یافته است که منجر به افزایش چگالی بستهبندی روی PCB، کاهش نیاز به فضای ذخیرهسازی و در نهایت کمک به کوچکسازی دستگاه نهایی میشود. ساختار سبکوزن آن، آن را به ویژه برای کاربردهایی ایدهآل میکند که فضا و وزن عوامل محدودکننده کلیدی هستند.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
عملکرد دستگاه فراتر از این محدودیتها ممکن است منجر به آسیب دائمی شود. مقادیر نامی در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد مشخص شدهاند.
- ولتاژ معکوس (VR):5 V (برای هر دو R6 و GH). تجاوز از این مقدار ممکن است منجر به شکست پیوند شود.
- جریان مستقیم (IF):25 میلیآمپر (جریان مستقیم پیوسته برای R6 و GH).
- جریان مستقیم اوج (IFP):R6 برابر با 60 میلیآمپر و GH برابر با 100 میلیآمپر است. این مقدار در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز برای عملکرد پالسی مشخص شده است.
- مصرف توان (Pd):R6 برابر با 60 mW و GH برابر با 95 mW است. این حداکثر توان مجازی است که بستهبندی میتواند بدون تجاوز از محدودیتهای حرارتی خود تلف کند.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):R6 برابر با 2000 V و GH برابر با 150 V است. نوع GH (InGaN) نسبت به ESD حساستر است و نیاز به اقدامات احتیاطی عملیاتی سختگیرانهتری دارد.
- دمای کاری (Topr):-40°C تا +85°C. این محدوده دمای محیطی را برای عملکرد مطمئن تعریف میکند.
- دمای ذخیرهسازی (Tstg):-40°C تا +90°C.
- دمای جوشکاری (Tsol):لحیمکاری بازگشتی: دمای اوج 260 درجه سانتیگراد، حداکثر 10 ثانیه. لحیمکاری دستی: 350 درجه سانتیگراد، حداکثر 3 ثانیه.
2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی
این پارامترها در Ta=25°C و جریان تست استاندارد IFدر جریان 10mA اندازهگیری میشود، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها خروجی نوری و رفتار الکتریکی LED را تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv):R6: 28.5 تا 72.0 mcd (مقدار معمول). GH: 72.0 تا 180 mcd (مقدار معمول). تحت شرایط درایو یکسان، تراشه GH شدت نور به مراتب بالاتری تولید میکند.
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه (مقدار معمول). این زاویه دید گسترده مشخصه بستهبندی رزین پراکنده سفید است که الگوی تابشی مشابه جسم لامبرت ارائه میدهد و برای روشنایی منطقهای و چراغهای نشانگر مناسب است.
- طول موج اوج (λp):R6: 632 نانومتر (مقدار معمول). GH: 518 نانومتر (مقدار معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی به حداکثر مقدار خود میرسد.
- طول موج غالب (λd):R6: 615-625 nm. GH: 520-535 nm. این طول موج منفرد برای درک رنگ LED توسط چشم انسان است. تلرانس ±1 نانومتر است.
- پهنای باند تابش طیفی (Δλ):R6: 20 نانومتر (مقدار معمول). GH: 35 نانومتر (مقدار معمول). این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ هرچه پهنای باند کمتر باشد، رنگ اشباعشدهتر است.
- ولتاژ مستقیم (VF):R6: 1.7-2.4 V (مقدار معمول 2.0V). GH: 2.7-3.7 V (مقدار معمول 3.3V). افت ولتاژ تابعی از شکاف انرژی ماده نیمههادی است. تلرانس ±0.10V میباشد.
- جریان معکوس (IR):R6: حداکثر 10 μA در VR=5V. GH: حداکثر 50 μA در VR=5V.
3. توضیح سیستم درجهبندی
LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی دستهبندی (درجهبندی) میشوند تا یکنواختی درون یک دسته تولید و نیازهای طراحی تضمین گردد.
3.1 دستهبندی شدت نوردهی
R6 (قرمز):
- دسته N: 28.5 - 45.0 mcd
- محدوده P: 45.0 - 72.0 mcd
- محدوده Q1: 72.0 - 90.0 mcd
- سطح Q2: 90.0 - 112 mcd
- سطح R1: 112 - 140 mcd
- گام R2: 140 - 180 mcd
3.2 دستهبندی طول موج غالب (فقط GH سبز)
LEDهای سبز بیشتر بر اساس طول موج اصلی درجهبندی میشوند تا یکنواختی رنگ کنترل شود.
- درجهبندی 1: 520 - 525 nm
- درجهبندی 2: 525 - 530 nm
- گام 3: 530 - 535 نانومتر
4. تحلیل منحنی عملکرد
4.1 ویژگیهای R6 (AlGaInP قرمز)
منحنی ارائهشده روابط کلیدی را نشان میدهد:
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان میدهد. ولتاژ مستقیم با افزایش جریان افزایش مییابد و با افزایش دما اندکی کاهش مییابد.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم:در محدوده کاری عادی قبل از ظهور اثر اشباع، خروجی نور به صورت خطی با جریان افزایش مییابد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:خروجی نور با افزایش دمای محیط به دلیل کاهش بازده کوانتومی داخلی و افزایش ترکیب غیرتابشی کاهش مییابد. این کاهش برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
- منحنی کاهش جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم مجاز پیوسته به عنوان تابعی از دمای محیط تعیین شده است. در دماهای بالاتر باید جریان کاهش یابد تا در محدودیتهای اتلاف توان باقی بماند.
- توزیع طیفی:نشاندهنده قله انتشار در حدود 632 نانومتر با پهنای باند معمولی 20 نانومتر.
- نمودار تابشی:توزیع شدت فضایی را ترسیم میکند و زاویه دید گسترده 130 درجهای نزدیک به حالت لامبرتین را تأیید مینماید.
4.2 ویژگیهای GH (InGaN سبز)
منحنی GH رابطهای مشابه اما با مقادیر متفاوت نشان میدهد:
- ولتاژ مستقیم بالاتر (مقدار معمول 3.3V در مقایسه با 2.0V برای R6).
- شدت نور و ولتاژ مستقیم وابستگی دمایی متفاوتی دارند.
- مرکز طیف در حدود 518 nm است و پهنای باند آن گستردهتر و معادل 35 nm میباشد.
- به دلیل مقادیر مختلف توان مصرفی (95 میلیوات در مقابل 60 میلیوات)، دارای منحنیهای کاهش جریان مستقیم متفاوتی هستند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
بستهبندی SMD دارای ابعاد کلیدی زیر است (واحد: میلیمتر، تلرانس ±0.1 میلیمتر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد):
- طول: 3.2 میلیمتر
- عرض: 1.6 میلیمتر
- ارتفاع: 1.3 mm ±0.2 mm
- عرض پایه: 0.4 mm ±0.15 mm
- طول پایه: 0.7 میلیمتر ±0.1 میلیمتر
- فاصله پایهها: 1.6 میلیمتر
5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
کاتد علامتگذاری شده است. طرح پد توصیه شده ارائه شده است با ابعاد: عرض پد 0.8 میلیمتر، طول پد 0.8 میلیمتر، فاصله پدها 0.4 میلیمتر. این یک پیشنهاد است؛ طراحی پد باید بر اساس فرآیند ساخت PCB خاص و الزامات حرارتی بهینهسازی شود. سند تأکید میکند که ابعاد پد میتواند بر اساس نیازهای فردی تغییر کند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 فرآیند جوشکاری
این قطعه با فرآیندهای بازجریان مادون قرمز و بخار سازگار است. منحنی بازجوشی بدون سرب مشخص شده است:
- پیشگرم: 150-200 درجه سانتیگراد، به مدت 60-120 ثانیه.
- زمان بالای خط مایع (217 درجه سانتیگراد): 60 تا 150 ثانیه.
- دمای اوج: حداکثر 260 درجه سانتیگراد.
- زمان در محدوده دمای اوج ±5 درجه سانتیگراد: حداکثر 10 ثانیه.
- نرخ گرمایش: حداکثر ۳ درجه سانتیگراد بر ثانیه.
- نرخ سرمایش: حداکثر ۶ درجه سانتیگراد بر ثانیه.
6.2 الزامات انبارداری و محافظت در برابر رطوبت
قطعات در کیسههای رطوبتگیر با ماده خشککن بستهبندی شدهاند.
- قبل از باز کردن:در شرایط دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% ذخیره شود.
- پس از باز کردن:در شرایط دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60%، "عمر مفید در کارگاه" یک سال است. قطعات استفاده نشده باید مجدداً در بستهبندی ضد رطوبت مهر و موم شوند.
- پخت:اگر نشانگر رطوبتگیر تغییر رنگ داد یا زمان ذخیرهسازی از حد مجاز فراتر رفت، قبل از استفاده باید به مدت 24 ساعت در دمای 60±5°C پخت شود تا رطوبت جذب شده حذف گردد و از اثر "پاپ کورن" در هنگام لحیمکاری رفلو جلوگیری شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات نوار رول و نوار حامل
LEDها در نوار حامل موجدار به عرض 8 میلیمتر عرضه میشوند و بر روی قرقرهای به قطر 7 اینچ پیچیده شدهاند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. ابعاد دقیق قرقره و نوار حامل در برگه مشخصات ارائه شده است.
7.2 توضیحات برچسب
برچسب قرقره حاوی چندین کد است:
- P/N: شماره قطعه محصول (به عنوان مثال، 18-225A/R6GHW-B01/3T).
- QTY: تعداد در بستهبندی.
- CAT: ردهبندی شدت نور (کد درجهبندی، مثلاً P، R1).
- HUE: درجهبندی مختصات رنگی و طول موج غالب (به عنوان مثال، درجه 2).
- REF: درجهبندی ولتاژ مستقیم.
- LOT No: شماره دسته قابل ردیابی.
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
همانطور که در مشخصات فنی ذکر شده است:
- نور پسزمینه داشبورد و کلیدهای خودرو.
- تجهیزات مخابراتی: چراغهای نشانگر وضعیت و نور پسزمینه صفحهکلید در تلفن و دستگاه فکس.
- نور پسزمینه صفحهای برای LCDهای کوچک، کلیدها و نمادها.
- چراغهای نشانگر و وضعیت عمومی در الکترونیک مصرفی، کنترلهای صنعتی و لوازم خانگی.
8.2 ملاحظات کلیدی طراحی
محدودسازی جریان:مقاومت محدودکننده جریان خارجیکاملاً ضروری است. ولتاژ مستقیم LED دارای ضریب دمایی منفی و تلرانس دقیق است. افزایش جزئی در ولتاژ منبع تغذیه ممکن است منجر به افزایش قابل توجه و احتمالاً مخرب در جریان مستقیم شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ منبع تغذیه (VCC)، ولتاژ مستقیم معمولی LED (VF) و جریان مستقیم مورد نیاز (IF) محاسبه میشود: R = (VCC- VF) / IF. مدیریت حرارتی:با وجود اینکه قطعهای SMD و کوچک است، باید تلفات توان (تا 95 میلیوات برای GH) به ویژه در دمای محیط بالا در نظر گرفته شود. از منحنی کاهش جریان مستقیم پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی از مس PCB (با استفاده از طراحی پد حرارتی) برای هدایت گرما از اتصال LED وجود دارد.محافظت در برابر ESD:روشهای استاندارد کنترل ESD را اجرا کنید، به ویژه برای انواع حساستر GH (InGaN). اگر LED در منطقه قابل دسترس کاربر قرار دارد، استفاده از قطعات محافظ ESD روی خطوط حساس را در نظر بگیرید.
9. مقایسه و تمایز فنی
سری 18-225A در مقایسه با LEDهای سوراخدار بزرگتر، مزایای قابل توجهی از نظر فضای برد مدار و سازگاری با مونتاژ خودکار دارد. در حوزه LEDهای SMD، ویژگیهای تمایز اصلی آن شامل موارد زیر است:
- زاویه دید گسترده (130°):رزین پراکنده سفید یک الگوی انتشار بسیار گسترده و یکنواخت ارائه میدهد که برای کاربردهایی که نیاز به دید گستردهزا به جای پرتو متمرکز دارند، بسیار مناسب است.
- گزینههای مواد دو تراشهای:ارائه AlGaInP (R6) و InGaN (GH) در ابعاد بستهبندی یکسان، انعطافپذیری طراحی را برای جفتهای نشانگر قرمز/سبز یا کاربردهای چندرنگ فراهم میکند.
- درجهبندی دقیق:ارائه چندین سطح شدت نور و طول موج، که به طراحان اجازه میدهد قطعات را برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی دقیق روشنایی یا رنگ دارند، انتخاب کنند.
- سازگاری قوی با فرآیند بازجوشی:منحنی بازجوشی بدون سرب به وضوح تعریف شده و اطلاعات مدیریت رطوبت، از فرآیندهای تولید مدرن و انبوه پشتیبانی میکنند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
Q1: آیا میتوانم این LED را مستقیماً با منبع تغذیه منطقی 5V یا 3.3V راهاندازی کنم؟A:No.شما باید همیشه از مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری استفاده کنید. به عنوان مثال، برای راهاندازی یک LED سبز با منبع تغذیه 5 ولت (VF~3.3V)، IF=20mA: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 اهم. از مقدار استاندارد بعدی (مثلاً 82 یا 100 اهم) استفاده کنید و جریان و اتلاف توان واقعی را بررسی کنید.
Q2: چرا مقدار نامی ESD برای LED سبز (GH) کمتر از قرمز (R6) است؟A: این یک ویژگی ذاتی ماده است. LEDهای مبتنی بر InGaN (آبی، سبز، سفید) عموماً ولتاژ تحمل ESD کمتری نسبت به LEDهای مبتنی بر AlGaInP (قرمز، کهربایی) دارند. این امر نیاز به دستکاری دقیقتر برای نوع سبز دارد.
Q3: رنگ رزین "سفید پخشکننده" برای خروجی نور به چه معناست؟A: رزین پراکنده، نور ساطعشده از تراشه را پراکنده میکند و زاویه دید گستردهتر و یکنواختتری (130 درجه) ایجاد میکند و همچنین باعث میشود LED در حالت خاموش، ظاهری سفیدرنگ داشته باشد. این رزین خروجی نور را نرم میکند و آن را کمتر شبیه به یک منبع نقطهای نور ساخته و برای نورپردازی پنل مناسبتر میسازد.
Q4: هنگام سفارش، چگونه کدهای دستهبندی (Binning Codes) را تفسیر کنیم؟A: با توجه به میزان تحمل برنامه کاربردی شما برای تغییرات روشنایی و انحراف رنگ، کدهای دستهبندی مورد نیاز CAT (روشنایی) و HUE (رنگ LED سبز) را مشخص کنید. برای چراغهای نشانگر غیرحساس، دستهبندی گستردهتر ممکن است قابل قبول و مقرونبهصرفه باشد. برای آرایههای نور پسزمینه که یکنواختی در آنها حیاتی است، مشخص کردن دستهبندی دقیق ضروری است.
11. مطالعات موردی طراحی
سناریو:طراحی یک پنل کنترل فشرده با چراغهای نشانگر چندحالته.الزامات:قرمز نشاندهنده "خطا" و سبز نشاندهنده "آماده به کار" است. فضای موجود بسیار محدود است. چراغهای نشانگر باید از زوایای گسترده به وضوح قابل مشاهده باشند. فرآیند مونتاژ از نصب خودکار SMD و لحیمکاری بازجریانی استفاده میکند.اجرای راهحل:
- انتخاب قطعات:برای رنگ قرمز از 18-225A/R6 و برای رنگ سبز از 18-225A/GH استفاده کنید. مساحت یکسان 3.2x1.6mm روی برد، چیدمان PCB را سادهتر میکند.
- طراحی مدار:برای منبع تغذیه سیستم 3.3V:
- LED قرمز: R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 اهم. از مقاومت 130Ω یا 120Ω استفاده کنید. اتلاف توان مقاومت: (1.3V^2)/130Ω ≈ 13mW.
- LED سبز: R = (3.3V - 3.3V) / 0.010A = 0 اهم. این مشکلساز است. منبع تغذیه 3.3V دقیقاً روی VFمعمول LED سبز قرار دارد و هیچ حاشیه ولتاژی برای مقاومت باقی نمیگذارد. راهحلها: الف) استفاده از جریان کمتر (مثلاً 5mA)، ب) استفاده از ولتاژ منبع تغذیه بالاتر برای مدار LED، یا ج) استفاده از درایور جریان ثابت.
- چیدمان PCB:LED را در نزدیکی لبه پنل قرار دهید. از پدهای توصیه شده یا کمی بزرگتر استفاده کنید و آن را به یک قطعه کوچک فویل مسی برای دفع حرارت متصل کنید. مطمئن شوید که علامت قطبیت روی چاپ ابریشمی با علامت کاتد روی LED مطابقت دارد.
- ساخت:ماشین مونتاژ را برای اندازه قطعه 3.2x1.6mm برنامهریزی کنید. دقیقاً از منحنی ریفلو مشخص شده پیروی کنید. رولهای باز شده را در صورت عدم استفاده فوری در کابینت خشک نگهداری کنید.
- دستهبندی:برای این پنل با چندین چراغ نشانگر یکسان، یک دستهبندی روشنایی واحد تعیین کنید (مثلاً قرمز با CAT P، سبز با CAT R1) تا اطمینان حاصل شود که تمام واحدها ظاهری یکسان دارند.
12. معرفی مختصر اصول فنی
LED یک دیود نیمهرسانا است که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع میکند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به پیوند p-n اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند، جایی که بازترکیب میشوند. انرژی آزادشده در فرآیند بازترکیب به صورت فوتون (نور) منتشر میشود. رنگ نور ساطعشده (طول موج) توسط انرژی شکاف باند ماده نیمهرسانای مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین میشود.
- R6 (AlGaInP):آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید یک سیستم ماده است که برای تولید LEDهای کارآمد در محدوده طیفی قرمز، نارنجی و کهربایی استفاده میشود. این ماده دارای شکاف باند مستقیم مناسب برای نوردهی کارآمد است.
- GH (InGaN):ایندیوم گالیم نیترید یک سیستم مادهای است که برای LEDهای آبی، سبز و سفید استفاده میشود. با تغییر محتوای ایندیوم، میتوان شکاف باند را تنظیم کرد. در این سیستم مادهای، دستیابی به نشر کارآمد نور سبز ("شکاف سبز") همواره یک چالش تاریخی بوده است.
13. روندهای صنعت
بازار LEDهای SMD تحت تأثیر نیاز به کوچکسازی، کارایی بالاتر و هزینه کمتر به رشد خود ادامه میدهد. روندهای مرتبط با قطعاتی مانند 18-225A شامل موارد زیر است:
- بهبود کارایی:پیشرفتهای مداوم در رشد اپیتاکسیال و طراحی تراشه، منجر به کارایی نوری بالاتر (تولید نور بیشتر به ازای هر وات انرژی) شده است که امکان ایجاد چراغهای نشانگر روشنتر یا مصرف انرژی کمتر را فراهم میکند.
- بهبود یکنواختی رنگ:پیشرفتها در کنترل ساخت و استراتژیهای پیچیدهتر دستهبندی، تحملهای رنگ و روشنایی را سختگیرانهتر کرده است که برای کاربردهایی مانند آرایههای نور پسزمینه و نمایشگرهای تمامرنگ حیاتی است.
- گسترش گاموت رنگ:توسعه فسفرهای جدید و گسیلکنندههای باریکباند (مانند نقاط کوانتومی) به LEDها اجازه داده تا رنگهای اشباعشدهتری داشته باشند و فضای رنگی قابل دستیابی توسط نمایشگرها را گسترش دهند.
- یکپارچهسازی:روند ادغام چندین تراشه LED (RGB، RGBW)، IC کنترل و حتی اجزای غیرفعال در یک ماژول بستهبندی واحد ادامه دارد که مونتاژ محصول نهایی را ساده میکند.
- تمرکز بر قابلیت اطمینان:با نفوذ LEDها به بازارهای خودرو، صنعتی و پزشکی، توجه بیشتری به دادههای قابلیت اطمینان بلندمدت، تحلیل مدهای خرابی و تأییدیهها در شرایط محیطی سخت (دمای بالا، رطوبت بالا، چرخههای حرارتی) معطوف شده است.
تشریح دقیق اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
1. شاخصهای اصلی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| کارایی نوری (Luminous Efficacy) | lm/W (لومن بر وات) | میزان شار نوری تولید شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بیشتر باشد، صرفهجویی در انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم سطح کارایی انرژی چراغ و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل مقدار نور ساطعشده از یک منبع نور، که معمولاً به آن "روشنایی" میگویند. | تعیین اینکه آیا چراغ به اندازه کافی روشن است. |
| زاویه تابش (Viewing Angle) | ° (درجه)، مانند 120° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ (CCT) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | گرمی یا سردی رنگ نور، مقادیر پایین متمایل به زرد/گرم و مقادیر بالا متمایل به سفید/سرد است. | تعیینکننده جو روشنایی و صحنههای کاربردی مناسب. |
| شاخص نمود رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، ۰–۱۰۰ | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اشیا، Ra≥۸۰ مطلوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، برای مکانهای با الزامات بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری استفاده میشود. |
| Color Tolerance (SDCM) | مراحل بیضی مکآدام، مانند "5-step" | شاخص کمی برای یکنواختی رنگ، هرچه تعداد گامها کمتر باشد، رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از عدم تفاوت رنگ در بین چراغهای یک دسته. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | نانومتر (nm)، مانند 620nm (قرمز) | مقدار طول موج متناظر با رنگ LED رنگی. | تعیین رنگآمیزی LEDهای تکرنگ مانند قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت نور ساطعشده از LED در طولموجهای مختلف را نشان میدهد. | بر کیفیت رنگدهی و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
دوم: پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نمادها | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشن شدن LED، مشابه "آستانه راهاندازی". | ولتاژ منبع تغذیه درایور باید ≥Vf باشد، در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریانی که باعث روشنایی عادی LED میشود. | معمولاً با درایور جریان ثابت کار میکند، جریان تعیینکننده روشنایی و طول عمر است. |
| حداکثر جریان پالس (Pulse Current) | Ifp | جریان اوج قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلاش. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به دقت کنترل شود، در غیر این صورت آسیب ناشی از گرمای بیش از حد رخ میدهد. |
| ولتاژ معکوس (Reverse Voltage) | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است دچار شکست شود. | در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری شود. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به نقطه لحیمکاری. هرچه مقدار آن کمتر باشد، دفع حرارت بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی قویتر برای دفع حرارت است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش مییابد. |
| تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD Immunity) | V (HBM)، مانند 1000V | مقاومت در برابر شوک الکترواستاتیک، هرچه مقدار بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در فرآیند تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن بهخوبی رعایت شود، بهویژه برای LEDهای با حساسیت بالا. |
سوم: مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال (Junction Temperature) | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | با کاهش هر 10 درجه سانتیگراد، عمر مفید ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و انحراف رنگ میشود. |
| افت نور (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (ساعت) | مدت زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | تعریف مستقیم "عمر مفید" LED. |
| نرخ حفظ لومن (Lumen Maintenance) | % (مانند 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از مدتزمان استفاده. | نشاندهنده قابلیت حفظ روشنایی پس از استفاده طولانیمدت. |
| Color Shift | Δu′v′ یا بیضیهای مکآدام | میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده. | تأثیر بر یکپارچگی رنگ در صحنههای روشنایی. |
| Thermal Aging | کاهش عملکرد مواد. | تخریب مواد بستهبندی ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهارم: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, سرامیک | مواد پوشش برای محافظت از چیپ و ارائه رابطهای نوری و حرارتی. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک دارای اتلاف حرارتی عالی و عمر طولانی است. |
| ساختار چیپ | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روش چیدمان الکترودهای تراشه. | Flip-chip cooling is better, light efficiency is higher, suitable for high power. |
| Phosphor coating | YAG, silicate, nitride | روی تراشه آبی پوشش داده شده، بخشی به نور زرد/قرمز تبدیل شده و به نور سفید مخلوط میشود. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| طراحی لنز/اپتیک | صفحهای، میکرولنز، بازتاب کلی | ساختار نوری سطح بستهبندی، کنترل توزیع نور. | زاویه تابش و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
5. کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای طبقهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| طبقهبندی شار نوری | کد مانند 2G، 2H | گروهبندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول. |
| دستهبندی ولتاژ | کدها مانند 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | برای تطبیق آسانتر با منبع تغذیه درایور و افزایش بازدهی سیستم. |
| دستهبندی بر اساس رنگ | بیضی MacAdam 5-مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از قرارگیری رنگ در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ. |
| درجهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | برآوردن نیازهای دمای رنگ برای سناریوهای مختلف. |
شش: آزمایش و گواهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمایش | توضیح ساده | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت، ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای محاسبه عمر LED (همراه با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | برآورد عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| استاندارد IESNA | استاندارد انجمن مهندسی روشنایی | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مرجع آزمون پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی زیستمحیطی | اطمینان حاصل کنید که محصول حاوی مواد مضر (مانند سرب، جیوه) نباشد. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی بهرهوری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای استفاده میشود تا رقابتپذیری بازار را افزایش دهد. |