فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
- 1.2 انطباق و استانداردهای محیط زیستی
- 2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی (Ta=25°C)
- 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 شدت روشنایی نسبی در مقابل جریان مستقیم
- 4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط
- 4.3 منحنی کاهش جریان مستقیم
- 4.4 توزیع طیف و الگوی تابش
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 شناسایی قطبیت
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری Reflow
- 6.2 اقدامات احتیاطی حیاتی
- 7. نگهداری و حساسیت به رطوبت
- 8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8.1 بستهبندی استاندارد
- 8.2 Label Explanation
- 9. پیشنهادات کاربرد
- 9.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 9.2 ملاحظات طراحی
- 10. مقایسه و تمایز فنی
- 11. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 12. طراحی عملی و مورد استفاده
- 13. معرفی اصل عملکرد
- 14. روندها و زمینههای فناوری
1. مرور کلی محصول
19-21/G6C-AL1M2LY/3T یک LED از نوع دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیازمند اندازه فشرده، قابلیت اطمینان بالا و عملکرد یکنواخت هستند. این قطعه متعلق به خانواده بستهبندی 19-21 است که با ابعاد مینیاتوری خود شناخته میشود و آن را برای طراحیهای با محدودیت فضا ایدهآل میسازد.
1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
مزیت اصلی این LED اندازه بسیار کوچکتر آن در مقایسه با قطعات سنتی نوع lead-frame است. این کوچکسازی چندین مزیت کلیدی برای طراحان و سازندگان فراهم میکند:
- اندازه برد کوچکتر: امکان چیدمان فشردهتر PCB را فراهم میکند.
- تراکم بستهبندی بالاتر: امکان قرار دادن قطعات بیشتر روی یک برد واحد را فراهم میکند و در نتیجه عملکرد را افزایش میدهد.
- فضای ذخیرهسازی کاهشیافته: اندازه فیزیکی کوچکتر قطعه و بستهبندی آن (نوار 8 میلیمتری روی قرقرههای 7 اینچی) لجستیک و مدیریت موجودی را بهینه میکند.
- طراحی سبکوزن: حداقل وزن برای کاربردهای قابل حمل و مینیاتوری که در آن هر گرم اهمیت دارد، حیاتی است.
- سازگاری ساخت: دستگاه به طور کامل با تجهیزات استاندارد نصب خودکار و فرآیندهای لحیمکاری رایج، از جمله ریفلو مادون قرمز و فاز بخار، سازگار است و تولید انبوه را تسهیل میکند.
1.2 انطباق و استانداردهای محیط زیستی
این محصول با در نظر گرفتن مقررات مدرن زیستمحیطی و ایمنی طراحی شده است و پذیرش گسترده در بازار را تضمین میکند:
- بدون سرب: بدون استفاده از سرب تولید شده و منطبق با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
- بدون هالوژن: مطابق با الزامات بدون هالوژن، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر کدام کمتر از 900 ppm و مجموع آنها کمتر از 1500 ppm.
- انطباق با REACH: پایبند به مقررات REACH اتحادیه اروپا در مورد ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی.
2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
این بخش تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه را مطابق با دیتاشیت ارائه میدهد.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این محدودیتها، مرزهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیتها یا پایینتر از آن تضمین نشده و در طراحیهای قابل اعتماد باید از آن اجتناب کرد.
- ولتاژ معکوس (VR): 5 ولت. تجاوز این ولتاژ در بایاس معکوس میتواند باعث شکست فوری پیوند شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF): 25 میلیآمپر. حداکثر جریان DC برای کارکرد پیوسته.
- جریان مستقیم اوج (IFP): 60 میلیآمپر (چرخه کاری 1/10 @1kHz). برای کارکرد پالس کوتاه مناسب است اما برای جریان مستقیم (DC) مناسب نیست.
- اتلاف توان (Pd): 60 میلیوات. حداکثر توانی که بستهبندی میتواند در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد تلف کند. در دمای محیط بالاتر، کاهش امتیاز ضروری است.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD) HBM: 2000 ولت. معیاری برای استحکام دستگاه در برابر الکتریسیته ساکن فراهم میکند که طبق مدل بدن انسان (HBM) در کلاس 2 طبقهبندی میشود.
- دمای عملیاتی (Topr): -40°C تا +85°C. محدوده دمای محیط برای عملکرد مطمئن.
- دمای ذخیرهسازی (Tstg): -40°C تا +90°C.
- دمای لحیمکاری: محدودیتهای پروفیل حرارتی را برای مونتاژ مشخص میکند.
- لحیمکاری بازجوشی: حداکثر دمای ۲۶۰ درجه سانتیگراد به مدت حداکثر ۱۰ ثانیه.
- لحیمکاری دستی: دمای 350 درجه سانتیگراد در نوک هویه، حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
2.2 ویژگیهای الکترواپتیکی (Ta=25°C)
اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (IF = 5mA).
- شدت نور (Iv): از 11.5 mcd (حداقل) تا 28.5 mcd (حداکثر) متغیر است، با تلورانس معمول ±11%. این مقدار، روشنایی درکشده را تعریف میکند.
- زاویه دید (2θ1/2): 100 درجه (معمولی). این زاویه دید گسترده آن را برای کاربردهایی مناسب میسازد که ممکن است LED به صورت مستقیم دیده نشود.
- طول موج اوج (λp): 575 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن تابش طیفی در قویترین حالت است.
- طول موج غالب (λd): 569.5 نانومتر تا 577.5 نانومتر. این پارامتر ارتباط نزدیکتری با رنگ درکشده (Brilliant Yellow Green) دارد و مشمول دستهبندی (Binning) میشود.
- پهنای باند طیفی (Δλ): 20 نانومتر (معمول). عرض طیف تابشی در نصف شدت حداکثر (FWHM).
- ولتاژ پیشرو (VF): 1.70V تا 2.30V در IF=5mA، با تلرانس معمولی ±0.05V. این محدوده برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
- جریان معکوس (IR): حداکثر 10 μA در VR=5V. دیتاشیت صراحتاً ذکر میکند که دستگاه برای کارکرد معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر تنها برای اهداف آزمایشی است.
3. توضیح سیستم Binning
برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دستههای مختلف (Binning) طبقهبندی میشوند. این دستگاه از سه پارامتر مستقل Binning استفاده میکند.
3.1 Binning شدت نور
LEDها بر اساس شدت نور اندازهگیری شده آنها در جریان I=5mA گروهبندی میشوند.Fکدهای دسته (L1, L2, M1, M2) سطوح روشنایی صعودی را نشان میدهند، از 11.5-14.5 mcd (L1) تا 22.5-28.5 mcd (M2). طراحان میتوانند یک دسته را برای برآوردن نیازهای روشنایی خاص انتخاب کنند.
3.2 Binning طول موج غالب
این دستهبندی تضمینکننده ثبات رنگ است. طول موج غالب در گامهای ۲ نانومتری مرتب میشود، با کدهای دسته C16 (569.5-571.5nm) تا C19 (575.5-577.5nm). انتخاب دستهبندی دقیقتر منجر به ظاهر رنگی یکنواختتر در میان چندین LED در یک آرایه میشود.
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ Forward در گامهای ۰.۱ ولتی دستهبندی میشود، از کد ۱۹ (1.70-1.80V) تا کد ۲۴ (2.20-2.30V). دانستن VF bin میتواند به بهینهسازی طراحی مدار محدودکننده جریان برای کارایی و اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام اتصال موازی LEDها کمک کند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه میدهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.
4.1 شدت روشنایی نسبی در مقابل جریان مستقیم
این منحنی نشان میدهد که خروجی نور به صورت خطی با جریان متناسب نیست. با افزایش جریان، خروجی نور افزایش مییابد اما ممکن است در جریانهای بالاتر به اشباع رسیده یا کارایی کمتری داشته باشد. کارکرد نزدیک به جریان نامی حداکثر (25mA) ممکن است منجر به افزایش متناسب در روشنایی نشده و حرارت را افزایش دهد.
4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط
بازده LED با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد. این منحنی معمولاً کاهش خروجی نور را نشان میدهد در حالی که دمای محیط از ۲۵ درجه سانتیگراد به سمت حداکثر دمای عملیاتی (+۸۵°C) افزایش مییابد. این موضوع باید در طراحیها برای محیطهای با دمای بالا در نظر گرفته شود.
4.3 منحنی کاهش جریان مستقیم
این یک نمودار حیاتی برای مدیریت حرارتی است. حداکثر جریان مجاز پیوسته رو به جلو را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان میدهد. با افزایش Ta، حداکثر IF باید کاهش یابد تا از تجاوز دمای پیوند از محدودههای ایمن جلوگیری شده و قابلیت اطمینان بلندمدت حفظ شود.
4.4 توزیع طیف و الگوی تابش
نمودار توزیع طیف، خروجی تکرنگ زرد-سبز را که حول 575 نانومتر متمرکز است تأیید میکند. نمودار تابش (نمودار قطبی) به صورت بصری زاویه دید 100 درجه را نشان میدهد و توزیع زاویهای شدت نور را نمایش میدهد.
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
بستهبندی 19-21 دارای ابعاد اسمی طول 2.0 میلیمتر، عرض 1.25 میلیمتر و ارتفاع 0.8 میلیمتر است (تلورانس ±0.1 میلیمتر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد). دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق است که طرح پد، نمای کلی قطعه و علامت شناسایی کاتد را نشان میدهد. طراحی دقیق ردپا بر اساس این نقشه برای لحیمکاری و ترازبندی صحیح ضروری است.
5.2 شناسایی قطبیت
کاتد به وضوح روی دستگاه علامتگذاری شده است، همانطور که در نمودار بستهبندی نشان داده شده است. در هنگام قرارگیری باید قطبیت صحیح رعایت شود تا عملکرد صحیح مدار تضمین گردد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل لحیمکاری Reflow
یک پروفایل دقیق ریفلو بدون سرب ارائه شده است:
- پیشگرمایش: 150-200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه.
- زمان بالاتر از نقطه مایع (217 درجه سانتیگراد): 60 تا 150 ثانیه.
- دمای اوج: حداکثر 260 درجه سانتیگراد.
- زمان در اوج: حداکثر 10 ثانیه.
- نرخ گرمایش/سرمایش: حداکثر گرمایش 6 درجه سانتیگراد بر ثانیه، سرمایش 3 درجه سانتیگراد بر ثانیه.
6.2 اقدامات احتیاطی حیاتی
- Current Limiting: استفاده از مقاومت محدودکننده جریان خارجی الزامی است. LED یک وسیله جریانمحور است؛ تغییر کوچکی در ولتاژ مستقیم میتواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود که منجر به خرابی سریع (سوختن) میگردد.
- چرخههای ریفلو: لحیمکاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود تا از اعمال تنش حرارتی بیش از حد جلوگیری گردد.
- تنش مکانیکی: از اعمال تنش به بدنه LED در حین گرم کردن یا خم کردن PCB پس از لحیمکاری خودداری کنید.
- لحیمکاری دستی: در صورت لزوم، از هویه با دمای ≤350 درجه سانتیگراد به مدت ≤3 ثانیه برای هر پایه استفاده کنید، با توان نامی ≤25 وات. بین پایهها یک فاصله خنکسازی ≥2 ثانیه رعایت کنید. لحیمکاری دستی خطر آسیب بیشتری دارد.
- تعمیر: از بازکاری پس از لحیمکاری خودداری کنید. در صورت ضرورت مطلق، از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه استفاده کرده و قطعه را به طور یکنواخت بلند کنید تا از آسیب به پد جلوگیری شود.
7. نگهداری و حساسیت به رطوبت
این قطعه به رطوبت حساس است. عدم رعایت اصول صحیح میتواند منجر به "پاپکورنینگ" (ترک خوردن بستهبندی) در حین عملیات ریفلو، به دلیل تبخیر سریع رطوبت جذب شده شود.
- کیسه بازنشده: تا زمانی که آماده استفاده نیستید، کیسه محافظ رطوبت را باز نکنید.
- عمر مفید کف: پس از باز شدن، LEDها در صورت نگهداری در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% باید ظرف 168 ساعت (7 روز) استفاده شوند.
- بازپخت: در صورت تجاوز از زمان ذخیرهسازی یا نشاندادن اشباع توسط نشانگر خشککن، قبل از استفاده نیاز به پخت در دمای ۲۴±۵ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت است.
- Repackaging: LEDهای استفادهنشده باید در کیسه ضد رطوبت همراه با خشککن تازه مجدداً مهر و موم شوند.
8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
8.1 بستهبندی استاندارد
دستگاه در بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه میشود:
- نوار حامل: نوار به عرض 8 میلیمتر.
- قرقره: قرقره با قطر 7 اینچ.
- تعداد: 3000 قطعه در هر قرقره.
- بستهبندی: شامل ماده خشککن بوده و در کیسه ضد رطوبت آلومینیومی با برچسبهای مناسب مهر و موم شده است.
8.2 Label Explanation
برچسب قرقره حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و شناسایی است:
- CPN: شماره محصول مشتری.
- P/N: شماره محصول سازنده (مثلاً 19-21/G6C-AL1M2LY/3T).
- تعداد: تعداد بستهبندی.
- CAT: کد دستهبندی شدت روشنایی (مانند L1, M2).
- HUE: کد دستهبندی رنگسنجی/طول موج غالب (مانند C17, C19).
- REF: کد بستهبندی ولتاژ مستقیم (مثلاً 20، 23).
- LOT No: شماره سری ساخت برای ردیابی.
9. پیشنهادات کاربرد
9.1 سناریوهای کاربردی متداول
- نور پسزمینه: به دلیل زاویه دید گسترده و رنگ یکنواخت، برای نشانگرهای داشبورد، نور پسزمینه کلیدها و نور پسزمینه مسطح برای LCDها و نمادها ایدهآل است.
- تجهیزات مخابراتی: نشانگرهای وضعیت و نور پسزمینه صفحهکلید در تلفنها، دستگاههای فکس و سایر تجهیزات ارتباطی.
- نشانهگذاری عمومی: وضعیت برق، نشانگر حالت و سایر بازخوردهای بصری عمومی در الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و کنترلهای صنعتی.
9.2 ملاحظات طراحی
- درایو جریان: همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (Vمنبع تغذیه - VF) / IF, با استفاده از حداکثر VF از سطل یا برگه مشخصات برای اطمینان از اینکه جریان در بدترین شرایط از محدودیتها تجاوز نکند.
- مدیریت حرارتی: برای عملکرد مداوم در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، چیدمان PCB را برای دفع حرارت در نظر بگیرید. از قرار دادن LEDها در نزدیکی سایر منابع حرارتی خودداری کنید.
- محافظت در برابر ESD: در طول مونتاژ، روشهای استاندارد کنترل الکتریسیته ساکن (ESD) را اجرا کنید. اگرچه دستگاه دارای محافظت 2kV HBM است، اما ممکن است در محیطهای با ریسک بالای ESD به محافظت اضافی در سطح مدار نیاز باشد.
- طراحی نوری: زاویه دید گسترده ممکن است در صورت نیاز به پرتو متمرکزتر، نیازمند راهنماهای نوری یا پخشکنندههای نور باشد. لنز رزینی شفاف مانند آب، استخراج نور خوبی را فراهم میکند.
10. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با LEDهای قدیمی از نوع تورو-هول یا بستهبندیهای SMD بزرگتر، مدل 19-21 ترکیبی جذاب از مینیاتوریسازی و عملکرد ارائه میدهد. تمایزهای کلیدی آن، ردپای بسیار کوچک 2.0x1.25 میلیمتری آن در دسته LEDهای نشانگر کممصرف و استفاده از ماده نیمههادی AlGaInP است که بازدهی بالا و رنگ اشباعشده در طیف زرد-سبز را فراهم میکند. در مقایسه با برخی دیگر از بستهبندیهای مینیاتوری، طرح نسبتاً استاندارد پد و سطح مقاومت رطوبتی قوی را حفظ میکند که آن را به انتخابی قابل اعتماد برای مونتاژ خودکار تبدیل میکند.
11. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
Q: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه منطقی 3.3 ولت یا 5 ولت راهاندازی کنم؟
A: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 3.3 ولت و ولتاژ معمول VF برابر 2.0 ولت در جریان 5 میلیآمپر، مقاومتی به اندازه (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω مورد نیاز است. همیشه برای طراحی محافظهکارانه از حداکثر VF برگرفته از دیتاشیت (2.3V) استفاده کنید: (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω.
Q: چرا روش ذخیرهسازی و پخت بسیار مهم است؟
A: قطعات SMD رطوبت هوا را جذب میکنند. در طی فرآیند لحیمکاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت میتواند به سرعت به بخار تبدیل شود و فشار داخلی کافی برای ترک خوردن بستهبندی اپوکسی ("پاپکورنینگ") ایجاد کند که منجر به خرابی فوری یا نهفته میشود.
Q: کدهای bin برای طراحی من چه معنایی دارند؟
A: اگر برنامه شما نیاز به ظاهر یکنواخت دارد (مثلاً آرایهای از LEDها)، باید محدودههای دقیقی برای طول موج غالب (HUE) و شدت نور (CAT) مشخص کنید. برای یک نشانگر منفرد، محدودههای استاندارد معمولاً کافی هستند. محدوده ولتاژ مستقیم (REF) میتواند در صورتی که تعداد زیادی LED را به صورت موازی راهاندازی میکنید برای اطمینان از توزیع یکنواخت جریان مفید باشد.
12. طراحی عملی و مورد استفاده
سناریو: طراحی یک پنل وضعیت چند نشانگر برای یک دستگاه قابل حمل.
یک طراح برای نمایش وضعیت باتری، اتصال و حالتها در یک گجت کوچک با باتری، به ۵ الایدی یکسان زرد-سبز نیاز دارد.
- انتخاب قطعات: الایدی 19-21 به دلیل اندازه کوچک، مصرف برق پایین و رنگ مناسب انتخاب شده است.
- مشخصات دستهبندی (Binning): برای اطمینان از یکسان به نظر رسیدن هر 5 الئیدی، طراح یک سطل بندی واحد و محدود را برای هر دو پارامتر CAT (مثلاً فقط M1) و HUE (مثلاً فقط C18) در سفارش خرید مشخص میکند.
- طراحی مدار: دستگاه توسط یک باتری سکهای 3.0 ولت تغذیه میشود. با استفاده از حداکثر VF از 2.3 ولت و یک جریان هدف IF از 5 میلیآمپر برای روشنایی کافی و عمر طولانی باتری، مقاومت محدودکننده جریان محاسبه میشود: R = (3.0V - 2.3V) / 0.005A = 140Ω. یک مقاومت استاندارد 150Ω انتخاب میشود.
- چیدمان PCB: ابعاد فشرده 19-21 امکان قرارگیری 5 LED را در کنار هم فراهم میکند. علامت کاتد روی چاپ ابریشمی جهتدهی صحیح را تضمین میکند.
- مونتاژ: کارخانه قرقرهها را دریافت میکند که در کیسههای مهر و موم شده خود نگهداری میشوند تا زمانی که خط تولید آماده شود. PCB تحت یک چرخه ریفلو واحد با استفاده از پروفایل مشخص شده قرار میگیرد.
- نتیجه: محصول نهایی دارای یک پنل نشانگر تمیز و حرفهای با LEDهای یکنواخت روشن و با رنگ ثابت است، که به لطف انتخاب صحیح سطلبندی و طراحی مدار حاصل شده است.
13. معرفی اصل عملکرد
این LED بر پایه فناوری نیمههادی فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل اتصال دیود اعمال شود، الکترونها و حفرهها به ترتیب از مواد نوع n و نوع p به ناحیه فعال تزریق میشوند. این حاملهای بار بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد میکنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین میکند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطعشده را مشخص میکند – در این مورد، زرد سبز درخشان (~575 نانومتر). رزین اپوکسی شفاف مانند آب، تراشه نیمههادی را محافظت میکند، به عنوان عدسی برای شکلدهی به خروجی نور عمل میکند و استخراج نور از تراشه را افزایش میدهد.
14. روندها و زمینههای فناوری
بستهبندی 19-21 نمایانگر روند جاری در صنعت الکترونیک به سوی مینیاتوریسازی و فناوری نصب سطحی است. انتقال از بستهبندیهای دارای پایه به قطعات نصب سطحی مانند این، مونتاژ خودکار و سریع برداشت و قراردادن را ممکن میسازد که با حذف مراحل لحیمکاری دستی، هزینههای تولید را بهطور چشمگیری کاهش داده و قابلیت اطمینان را افزایش میدهد. استفاده از ماده AlGaInP نشاندهنده پیشرفتی نسبت به فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP است که بازده نوری بالاتر و رنگهای زندهتر و اشباعشدهتری ارائه میدهد. علاوه بر این، انطباق با استانداردهای بدون سرب، بدون هالوژن و REACH، نشاندهنده تغییر صنعت به سوی فرآیندها و مواد تولید پایدار از نظر محیط زیستی است که اکنون شرطی حیاتی برای دسترسی به بازار جهانی محسوب میشود.
اصطلاحشناسی 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، مقدار بالاتر به معنای بازده 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 (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 دستهای یکسان از 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 بازتولید رنگ و کیفیت تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| 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 | Peak current tolerable for short periods, used for dimming or flashing. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | حداکثر ولتاژ معکوس 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 شار نوری | L70 / L80 (ساعت) | زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | مستقیماً "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 درازمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | Common Types | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Package Type | 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، تراشه معکوس | آرایش الکترود تراشه. | فلپچیپ: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| Phosphor Coating | 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 اصلاحشده (CCT) و شاخص نمود رنگ (CRI) تأثیر میگذارند. |
| Lens/Optics | 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 در داخل چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K و غیره. | گروهبندی شده بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. | 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 محیطزیستی | اطمینان از 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. |