فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول
- 1.2 بازار هدف و کاربردها
- 2. بررسی عمیق مشخصات فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- لحیمکاری دستی: دمای نوک هویه 350 درجه سانتیگراد حداکثر به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.
- ; این آزمایش فقط برای مشخصسازی نشتی است.
- برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای مختلف (باین) مرتب میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده میکنند.
- در هر دسته، تلرانس ±11% اعمال میشود.
- در هر دسته، تلرانس ±1 نانومتر اعمال میشود.
- در هر دسته، تلرانس ±0.1V اعمال میشود.
- دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه میدهد که برای درک رفتار LED تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.
- این منحنی نشان میدهد که با افزایش دمای محیط، شدت نور کاهش مییابد. این یک مشخصه اساسی منابع نور نیمههادی است که به دلیل کاهش بازده کوانتومی داخلی در دماهای بالاتر رخ میدهد. طراحان در صورتی که LED در محیط با دمای بالا کار کند، باید خروجی نور مورد انتظار را کاهش دهند (درریت کنند).
- ) و خروجی نور در جریانهای پایین عموماً خطی است اما در جریانهای بالاتر به دلیل گرمایش و افت بازده میتواند زیرخطی شود. عملکرد بالاتر از جریان توصیهشده، افزایش متناسبی در روشنایی ایجاد نمیکند و طول عمر را کاهش میدهد.
- این مشخصه اساسی دیود است. منحنی یک رابطه نمایی را نشان میدهد. یک تغییر کوچک در ولتاژ منجر به تغییر بزرگی در جریان میشود که نیاز حیاتی به مدار محدودکننده جریان (مانند یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت) را برای جلوگیری از فرار حرارتی و تخریب قطعه برجسته میکند.
- این نمودار حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط تعریف میکند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن باید کاهش یابد تا در محدوده توان تلفی مجاز قطعه باقی بماند و از گرمایش بیش از حد جلوگیری شود.
- نمودار طیفی، ماهیت تکرنگ این LED مبتنی بر AlGaInP را تأیید میکند و یک قله تابش باریک را نشان میدهد که حول 639 نانومتر متمرکز شده است که مربوط به رنگ قرمز تیره است. پهنای باند 20 نانومتر نشاندهنده خلوص طیفی است.
- نمودار قطبی، زاویه دید 100 درجه را نشان میدهد. شدت نور در 0 درجه (عمود بر سطح LED) بیشترین است و به طور متقارن به سمت لبهها کاهش مییابد که از الگوی نزدیک به لامبرتین معمول برای این سبک پکیج پیروی میکند.
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- یک علامت کاتد به وضوح روی پکیج مشخص شده است تا جهتگیری صحیح قطبیت در حین مونتاژ امکانپذیر باشد.
- طرح پایه توصیهشده (لند پترن) در نقشه ابعاد ارائه شده است. شناسایی صحیح کاتد (که معمولاً با رنگ سبز، یک شکاف یا یک گوشه اریب همانطور که نشان داده شده مشخص میشود) برای جلوگیری از اتصال معکوس در حین لحیمکاری ضروری است.
- رعایت این دستورالعملها برای اطمینان از قابلیت اطمینان اتصال لحیم و جلوگیری از آسیب به LED حیاتی است.
- قطعه نباید بیش از دو بار تحت عملیات لحیمکاری ریفلو قرار گیرد.
- از اعمال تنش مکانیکی به بدنه LED در حین گرمایش خودداری کنید.
- تعمیر پس از لحیمکاری به شدت توصیه نمیشود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر تخصصی استفاده شود تا هر دو پایه به طور همزمان گرم شوند و اجازه دهد قطعه بدون پیچش برداشته شود. احتمال آسیب زیاد است و مشخصات LED باید پس از هرگونه تعمیر مجدداً تأیید شود.
- این قطعه به رطوبت حساس است. دستکاری نادرست میتواند منجر به "پاپ کورنینگ" (ترک خوردن پکیج) در حین ریفلو به دلیل انبساط سریع بخار شود.
- در صورت عدم استفاده در این مدت، با ماده جاذب رطوبت (دسیکانت) مجدداً مهر و موم کنید یا قطعات را بازپخت (بیک) نمایید.
- اطمینان حاصل کنید که دمای بازپخت از حداکثر دمای نگهداری (90°C) تجاوز نکند.
- 8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- قطعات در یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم شدهاند.
- شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.
- 9. ملاحظات طراحی کاربرد
- . بدون این، یک افزایش کوچک در ولتاژ تغذیه باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان خواهد شد.
- اگرچه پکیج کوچک است، اما اتلاف توان (تا 60mW) گرما تولید میکند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در PCB (پدهای تخلیه حرارتی) در اطراف پدهای لحیم وجود دارد تا به دفع گرما کمک کند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیطی بالا کار میکند. به منحنی کاهش جریان (درریت) مراجعه کنید.
- با درجه ESD HBM برابر 2000V، این قطعه حساسیت متوسطی دارد. در صورت در معرض تماس کاربر بودن خطوط ورودی، محافظ ESD را پیادهسازی کنید و همیشه در حین مونتاژ و نمونهسازی اولیه، رویههای استاندارد ایمن در برابر ESD را دنبال کنید.
- این سیستم مواد به دلیل بازده بالا در محدوده رنگ قرمز/نارنجی/کهربایی شناخته شده است و در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر، روشنایی و ثبات رنگ خوبی ارائه میدهد.
- 11. پرسشهای متداول (FAQ)
- برابر 2.0V در جریان 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. یک مقاومت 150Ω مورد نیاز است.
- 5mA یک شرایط آزمایش استاندارد است که امکان مقایسه سازگار بین مدلها و دستههای مختلف LED را فراهم میکند. شما میتوانید آن را در جریانهای بالاتر (تا 25mA) برای روشنایی بیشتر به کار ببرید، اما باید به منحنی "شدت نور در مقابل جریان مستقیم" مراجعه کنید و اطمینان حاصل کنید که از محدودیتهای حرارتی تجاوز نمیکنید.
- اگر کاربرد شما نیاز به روشنایی یکنواخت در بین چندین LED دارد، باید یک دسته شدت نور تنگ (مثلاً فقط L1) را مشخص کنید. اگر ثبات رنگ حیاتی است، یک دسته طول موج تنگ (مثلاً فقط E7) را مشخص کنید. برای طراحیهایی که LEDها به صورت موازی متصل میشوند، مشخص کردن یک دسته ولتاژ مستقیم تنگ (مثلاً فقط 1) کمک میکند تا تقسیم جریان یکنواختتری داشته باشید.
- انتخاب قطعه:
- . Technology Principle Introduction
1. مرور کلی محصول
این سند مشخصات یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) در سایز پکیج 19-21 و با رنگ قرمز تیره را به تفصیل شرح میدهد. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ الکترونیکی مدرن طراحی شده و با ابعاد فشرده و عملکرد قابل اعتماد، برای کاربردهای مختلف نشانگر و نور پسزمینه مناسب است.
1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول
مزیت اصلی این LED SMD 19-21، کاهش چشمگیر اندازه آن در مقایسه با LEDهای سنتی دارای پایه (Lead-frame) است. این کوچکسازی چندین فایده کلیدی برای طراحان محصول به ارمغان میآورد:
- اندازه کوچکتر برد مدار چاپی:امکان طراحی PCBهای فشردهتر را فراهم میکند.
- چگالی بستهبندی بالاتر:تعداد بیشتری قطعه در یک سطح مشخص قابل جایگذاری است.
- فضای ذخیرهسازی کاهشیافته:قطعات کوچکتر به فضای انبار کمتری نیاز دارند.
- ساختار سبکوزن:برای کاربردهای قابل حمل و مینیاتوری که وزن یک عامل حیاتی است، ایدهآل میباشد.
- سازگاری:قطعه بر روی نوار 8 میلیمتری و قرقره 7 اینچی بستهبندی شده و کاملاً با تجهیزات استاندارد Pick-and-Place اتوماتیک مورد استفاده در تولید انبوه سازگار است.
این محصول به عنوان یک راهحل عمومی برای نشانگر و نور پسزمینه، به ویژه برای کاربردهایی که فضا و وزن محدودیت دارند، جایگاهیابی شده است.
1.2 بازار هدف و کاربردها
این LED برای طیف گستردهای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. بازارهای هدف کلیدی آن شامل موارد زیر است:
- فضای داخلی خودرو:نور پسزمینه برای ابزارهای داشبورد، کلیدها و پنلهای کنترل.
- مخابرات:نشانگر وضعیت و نور پسزمینه صفحه کلید در تلفنها، فکسها و سایر دستگاههای ارتباطی.
- الکترونیک مصرفی:نور پسزمینه تخت برای نمایشگرهای LCD، روشنایی نمادها و نور پسزمینه کلیدها.
- استفاده عمومی به عنوان نشانگر:هر کاربرد دیگری که نیاز به یک نور نشانگر یا وضعیت قرمز قابل اعتماد و فشرده دارد.
2. بررسی عمیق مشخصات فنی
این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی LED ارائه میدهد. درک این محدودیتها برای طراحی مدار قابل اعتماد حیاتی است.
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
این مقادیر، محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیتها یا نزدیک به آن تضمینشده نیست و برای قابلیت اطمینان بلندمدت باید از آن اجتناب کرد.
- ولتاژ معکوس (VR):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس میتواند باعث شکست سریع پیوند (Junction) شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF):25mA. حداکثر جریان DC برای عملکرد پیوسته.
- جریان مستقیم پیک (IFP):60mA (چرخه وظیفه 1/10 @ 1kHz). این مقدار فقط برای عملکرد پالسی است و حتی به طور لحظهای نیز نباید در عملکرد DC از آن تجاوز کرد.
- توان تلف شده (Pd):60mW. حداکثر توانی که پکیج میتواند به صورت گرما دفع کند، که به صورت VF* IF.
- محاسبه میشود.تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):
- 2000V. معیاری از حساسیت قطعه به الکتریسیته ساکن ارائه میدهد. رعایت رویههای صحیح کنترل ESD الزامی است.دمای عملیاتی (Topr):
- 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. محدوده دمای محیطی که قطعه برای عملکرد در آن مشخص شده است.دمای نگهداری (Tstg):
- 40- درجه سانتیگراد تا 90+ درجه سانتیگراد.
- دمای لحیمکاری:
- لحیمکاری ریفلو: دمای پیک 260 درجه سانتیگراد حداکثر به مدت 10 ثانیه.
لحیمکاری دستی: دمای نوک هویه 350 درجه سانتیگراد حداکثر به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.
2.2 مشخصات الکترواپتیکال (Ta=25°C)Fاینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط 25 درجه سانتیگراد، I
- =5mA) اندازهگیری شدهاند.vشدت نور (I):
- 7.2 میلیکاندلا (حداقل) تا 18.0 میلیکاندلا (حداکثر). خروجی واقعی بستهبندی (باینینگ) شده است (به بخش 3 مراجعه کنید).زاویه دید (2θ1/2):
- 100 درجه (معمول). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش مییابد.pطول موج پیک (λ):
- 639 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن تابش طیفی قویترین است.dطول موج غالب (λ):
- 625.5 نانومتر (حداقل) تا 637.5 نانومتر (حداکثر). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود و رنگ را تعریف میکند. این پارامتر نیز بستهبندی (باینینگ) شده است.پهنای باند طیفی (Δλ):
- 20 نانومتر (معمول). عرض طیف تابش در نصف حداکثر شدت.Fولتاژ مستقیم (V):F1.75V (حداقل) تا 2.35V (حداکثر) در I
- =5mA. این پارامتر دارای تلرانس تنگ ±0.1V است و بستهبندی (باینینگ) شده است.Rجریان معکوس (I):R10 μA (حداکثر) در V=5V. توجه به این نکته حیاتی است که قطعهبرای عملکرد در بایاس معکوس طراحی نشده است
; این آزمایش فقط برای مشخصسازی نشتی است.
3. توضیح سیستم باینینگ
برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای مختلف (باین) مرتب میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده میکنند.
3.1 باینینگ شدت نور
- LEDها بر اساس خروجی نور در جریان 5mA در چهار دسته (K1, K2, L1, L2) دستهبندی میشوند.K1:
- 7.2 - 9.0 میلیکاندلاK2:
- 9.0 - 11.5 میلیکاندلاL1:
- 11.5 - 14.5 میلیکاندلاL2:
14.5 - 18.0 میلیکاندلا
در هر دسته، تلرانس ±11% اعمال میشود.
3.2 باینینگ طول موج غالب
- رنگ (فام) با دستهبندی طول موج غالب در سه محدوده (E6, E7, E8) کنترل میشود.E6:
- 625.5 - 629.5 نانومترE7:
- 629.5 - 633.5 نانومترE8:
633.5 - 637.5 نانومتر
در هر دسته، تلرانس ±1 نانومتر اعمال میشود.
3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم
- برای کمک به طراحی تنظیمکننده جریان، به ویژه در رشتههای موازی، ولتاژ مستقیم دستهبندی میشود.دسته 0:
- 1.75 - 1.95 ولتدسته 1:
- 1.95 - 2.15 ولتدسته 2:
2.15 - 2.35 ولت
در هر دسته، تلرانس ±0.1V اعمال میشود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه میدهد که برای درک رفتار LED تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.
4.1 شدت نور در مقابل دمای محیط
این منحنی نشان میدهد که با افزایش دمای محیط، شدت نور کاهش مییابد. این یک مشخصه اساسی منابع نور نیمههادی است که به دلیل کاهش بازده کوانتومی داخلی در دماهای بالاتر رخ میدهد. طراحان در صورتی که LED در محیط با دمای بالا کار کند، باید خروجی نور مورد انتظار را کاهش دهند (درریت کنند).
4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیمFرابطه بین جریان (I
) و خروجی نور در جریانهای پایین عموماً خطی است اما در جریانهای بالاتر به دلیل گرمایش و افت بازده میتواند زیرخطی شود. عملکرد بالاتر از جریان توصیهشده، افزایش متناسبی در روشنایی ایجاد نمیکند و طول عمر را کاهش میدهد.
4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
این مشخصه اساسی دیود است. منحنی یک رابطه نمایی را نشان میدهد. یک تغییر کوچک در ولتاژ منجر به تغییر بزرگی در جریان میشود که نیاز حیاتی به مدار محدودکننده جریان (مانند یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت) را برای جلوگیری از فرار حرارتی و تخریب قطعه برجسته میکند.
4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم (درریت)
این نمودار حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط تعریف میکند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن باید کاهش یابد تا در محدوده توان تلفی مجاز قطعه باقی بماند و از گرمایش بیش از حد جلوگیری شود.
4.5 توزیع طیف
نمودار طیفی، ماهیت تکرنگ این LED مبتنی بر AlGaInP را تأیید میکند و یک قله تابش باریک را نشان میدهد که حول 639 نانومتر متمرکز شده است که مربوط به رنگ قرمز تیره است. پهنای باند 20 نانومتر نشاندهنده خلوص طیفی است.
4.6 الگوی تابش
نمودار قطبی، زاویه دید 100 درجه را نشان میدهد. شدت نور در 0 درجه (عمود بر سطح LED) بیشترین است و به طور متقارن به سمت لبهها کاهش مییابد که از الگوی نزدیک به لامبرتین معمول برای این سبک پکیج پیروی میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
- LED SMD 19-21 دارای ابعاد کلیدی زیر است (تلرانس ±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده باشد):طول:
- 2.0 میلیمترعرض:
- 1.25 میلیمترارتفاع:
0.8 میلیمتر
یک علامت کاتد به وضوح روی پکیج مشخص شده است تا جهتگیری صحیح قطبیت در حین مونتاژ امکانپذیر باشد.
5.2 طراحی پد و قطبیت
طرح پایه توصیهشده (لند پترن) در نقشه ابعاد ارائه شده است. شناسایی صحیح کاتد (که معمولاً با رنگ سبز، یک شکاف یا یک گوشه اریب همانطور که نشان داده شده مشخص میشود) برای جلوگیری از اتصال معکوس در حین لحیمکاری ضروری است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
رعایت این دستورالعملها برای اطمینان از قابلیت اطمینان اتصال لحیم و جلوگیری از آسیب به LED حیاتی است.
6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو (بدون سرب)
- پروفیل دمایی توصیهشده برای آلیاژهای لحیم بدون سرب (SAC) بسیار مهم است:پیشگرمایش:
- 150-200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه. این کار برد را به تدریج گرم میکند تا شوک حرارتی به حداقل برسد.زمان بالاتر از نقطه مایع (217°C):
- 60-150 ثانیه.دمای پیک:
- حداکثر 260 درجه سانتیگراد.زمان در محدوده 5 درجه سانتیگراد از پیک:
- حداکثر 10 ثانیه.حداکثر نرخ افزایش دما:
- 6 درجه سانتیگراد بر ثانیه.حداکثر نرخ کاهش دما:
- 3 درجه سانتیگراد بر ثانیه.محدودیت ریفلو:
قطعه نباید بیش از دو بار تحت عملیات لحیمکاری ریفلو قرار گیرد.
6.2 احتیاطهای لحیمکاری دستی
- در صورت لزوم لحیمکاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود:
- از هویه کنترل دمایی با حداکثر دمای 350 درجه سانتیگراد استفاده کنید.
- زمان تماس را به 3 ثانیه برای هر پایه محدود کنید.
- از هویه با توان 25 وات یا کمتر استفاده کنید.
- بین لحیمکاری هر پایه، حداقل فاصله خنکشدن 2 ثانیه را رعایت کنید.
از اعمال تنش مکانیکی به بدنه LED در حین گرمایش خودداری کنید.
6.3 تعمیر و بازسازی
تعمیر پس از لحیمکاری به شدت توصیه نمیشود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر تخصصی استفاده شود تا هر دو پایه به طور همزمان گرم شوند و اجازه دهد قطعه بدون پیچش برداشته شود. احتمال آسیب زیاد است و مشخصات LED باید پس از هرگونه تعمیر مجدداً تأیید شود.
7. نگهداری و حساسیت به رطوبت
این قطعه به رطوبت حساس است. دستکاری نادرست میتواند منجر به "پاپ کورنینگ" (ترک خوردن پکیج) در حین ریفلو به دلیل انبساط سریع بخار شود.
- 7.1 شرایط نگهداری
- کیف مهر و موم شده ضد رطوبت را تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز نکنید.
- پس از باز کردن: در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤60% نگهداری کنید.عمر مفید پس از باز کردن:
- ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از باز کردن کیسه استفاده شود.
در صورت عدم استفاده در این مدت، با ماده جاذب رطوبت (دسیکانت) مجدداً مهر و موم کنید یا قطعات را بازپخت (بیک) نمایید.
7.2 دستورالعمل بازپخت (بیکینگ)
- اگر نشانگر رطوبت گیر تغییر رنگ داده یا عمر مفید پس از باز کردن سپری شده است، قبل از استفاده قطعات را بازپخت کنید تا رطوبت جذب شده خارج شود.دما:
- 60°C ±5°Cمدت زمان:
- 24 ساعتتوجه:
اطمینان حاصل کنید که دمای بازپخت از حداکثر دمای نگهداری (90°C) تجاوز نکند.
8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8.1 مشخصات بستهبندینوار حامل:
- عرض 8 میلیمتر.اندازه قرقره:
- قطر 7 اینچ.تعداد در هر قرقره:
- 3000 عدد.بستهبندی:
قطعات در یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم شدهاند.
8.2 توضیح برچسب
- برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و شناسایی است:CPN:
- شماره قطعه مشتری (در صورت اختصاص).P/N:
- شماره قطعه سازنده (مثال: 19-21/R7C-AK1L2BY/3T).QTY:
- تعداد بستهبندی روی قرقره.CAT:
- کد دسته شدت نور (مثال: K1, L2).HUE:
- کد دسته طول موج غالب/رنگ (مثال: E6, E7).REF:
- کد دسته ولتاژ مستقیم (مثال: 0, 1, 2).LOT No:
شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.
9. ملاحظات طراحی کاربرد
9.1 محدود کردن جریان الزامی استاین مهمترین قانون طراحی است. LED باید با جریان ثابت راهاندازی شود یا یک مقاومت سری داشته باشد که بر اساس ولتاژ تغذیه (VsupplyF)، ولتاژ مستقیم LED (VFاز دسته مربوطه) و جریان مورد نظر (I≤ 25mA) محاسبه شود. فرمول مقاومت این است: R = (VsupplyF- VF) / I
. بدون این، یک افزایش کوچک در ولتاژ تغذیه باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان خواهد شد.
9.2 مدیریت حرارتی
اگرچه پکیج کوچک است، اما اتلاف توان (تا 60mW) گرما تولید میکند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در PCB (پدهای تخلیه حرارتی) در اطراف پدهای لحیم وجود دارد تا به دفع گرما کمک کند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیطی بالا کار میکند. به منحنی کاهش جریان (درریت) مراجعه کنید.
9.3 محافظت در برابر ESD
با درجه ESD HBM برابر 2000V، این قطعه حساسیت متوسطی دارد. در صورت در معرض تماس کاربر بودن خطوط ورودی، محافظ ESD را پیادهسازی کنید و همیشه در حین مونتاژ و نمونهسازی اولیه، رویههای استاندارد ایمن در برابر ESD را دنبال کنید.
10. مقایسه و تمایز فنی
- پکیج 19-21 تعادل خاصی از اندازه و عملکرد را ارائه میدهد.در مقایسه با LEDهای SMD بزرگتر (مانند 3528):
- 19-21 به طور قابل توجهی کوچکتر است و فضای برد را ذخیره میکند، اما معمولاً دارای رتبههای حداکثر جریان و خروجی نور کمتری است.در مقایسه با LEDهای SMD کوچکتر (مانند 0402):
- 19-21 برای کار دستی و لحیمکاری آسانتر است، توانایی تحمل توان بالاتری دارد و اغلب زاویه دید وسیعتری دارد.در مقایسه با LEDهای Through-Hole:
- فرمت SMD نیاز به سوراخ کاری را حذف میکند، امکان مونتاژ خودکار را فراهم میکند، وزن را کاهش میدهد و اجازه میدهد چگالی قطعات بسیار بالاتری روی PCB داشته باشیم.فناوری AlGaInP:
این سیستم مواد به دلیل بازده بالا در محدوده رنگ قرمز/نارنجی/کهربایی شناخته شده است و در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر، روشنایی و ثبات رنگ خوبی ارائه میدهد.
11. پرسشهای متداول (FAQ)
No.11.1 آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟Fشما باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V و LED با V
برابر 2.0V در جریان 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. یک مقاومت 150Ω مورد نیاز است.
11.2 چرا شدت نور در جریان 5mA به جای حداکثر 25mA مشخص شده است؟
5mA یک شرایط آزمایش استاندارد است که امکان مقایسه سازگار بین مدلها و دستههای مختلف LED را فراهم میکند. شما میتوانید آن را در جریانهای بالاتر (تا 25mA) برای روشنایی بیشتر به کار ببرید، اما باید به منحنی "شدت نور در مقابل جریان مستقیم" مراجعه کنید و اطمینان حاصل کنید که از محدودیتهای حرارتی تجاوز نمیکنید.
11.3 کدهای دسته (مانند K1, E7, 1) برای طراحی من چه معنایی دارند؟
اگر کاربرد شما نیاز به روشنایی یکنواخت در بین چندین LED دارد، باید یک دسته شدت نور تنگ (مثلاً فقط L1) را مشخص کنید. اگر ثبات رنگ حیاتی است، یک دسته طول موج تنگ (مثلاً فقط E7) را مشخص کنید. برای طراحیهایی که LEDها به صورت موازی متصل میشوند، مشخص کردن یک دسته ولتاژ مستقیم تنگ (مثلاً فقط 1) کمک میکند تا تقسیم جریان یکنواختتری داشته باشید.
11.4 در دیتاشیت نوشته شده "برای عملکرد معکوس طراحی نشده است." این به چه معناست؟این به این معنی است که LED هرگز نباید عمداً با ولتاژ کاتد بالاتر از آند به کار گرفته شود. رتبه ولتاژ معکوس 5V، یک رتبه حداکثر قابل تحمل برای رویدادهای گذرای تصادفی است، نه یک شرایط عملیاتی. در صورت اعمال ولتاژ معکوس در حین عملکرد عادی، احتمال آسیب دائمی وجود دارد.12. مطالعه موردی طراحی و استفادهسناریو:طراحی یک کلید خودروی فشرده با نور پسزمینه قرمز.
انتخاب قطعه:
LED قرمز تیره 19-21 به دلیل اندازه کوچک، روشنایی مناسب و سازگاری با مونتاژ خودکار انتخاب شده است.طراحی مدار:
- از سیستم 12 ولتی خودرو استفاده میشود. یک مقاومت سری محاسبه میشود. با فرض دسته ولتاژ مستقیم 2.0V و جریان مورد نظر 15mA برای روشنایی کافی و عمر طولانی: R = (12V - 2.0V) / 0.015A ≈ 667 Ω. یک مقاومت استاندارد 680 Ω، 1/8W انتخاب میشود.چیدمان PCB:
- طرح پایه فشرده 19-21 در زیر گنبد کلید قرار میگیرد. مقدار کمی مس اضافی به پدهای لحیم برای دفع حرارت اضافه میشود.تولید:
- LEDهای دسته L1 (برای روشنایی یکنواخت) و E7 (برای رنگ یکنواخت) بر روی قرقرههای 7 اینچی برای استفاده در دستگاه Pick-and-Place اتوماتیک سفارش داده میشوند.مونتاژ:
- قرقره مهر و موم شده در طول عمر مفید 7 روزه آن استفاده میشود. PCB با استفاده از پروفیل بدون سرب مشخص شده، یک بار عملیات ریفلو را طی میکند.نتیجه:
- یک نور پسزمینه کلید قابل اعتماد، با روشنایی یکنواخت و طول عمر عملیاتی طولانی.13. معرفی اصل فناوری
- این LED بر اساس ماده نیمههادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) رشد یافته بر روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به پیوند p-n اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند و در آنجا بازترکیب میشوند. در یک نیمههادی با گاف نواری مستقیم مانند AlGaInP، این بازترکیب انرژی را عمدتاً به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. نسبت خاص آلومینیوم، گالیم و ایندیوم در شبکه کریستالی، انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور تابششده را تعریف میکند - در این مورد، قرمز تیره (~639 نانومتر). لنز رزینی شفاف (Water-clear) تراشه را محصور میکند و نور تابششده را به زاویه دید مشخصشده 100 درجه شکل میدهد.h2 id="section-14"
. Technology Principle Introduction
This LED is based on AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) semiconductor material grown on a substrate. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. In a direct-bandgap semiconductor like AlGaInP, this recombination releases energy primarily in the form of photons (light). The specific ratio of aluminum, gallium, and indium in the crystal lattice determines the bandgap energy, which directly defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, deep red (~639 nm). The water-clear resin lens encapsulates the chip and shapes the emitted light into the specified 100-degree viewing angle.
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. |