SMD LED LTST-C19DKFKT-NB Datasheet - Orange AlInGaP - 20mA - 50mW - English Technical Document

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک دیود نورافشان (LED) نصب‌سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه از یک تراشه نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای تولید نور نارنجی استفاده می‌کند. این LED که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده، در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی شده و آن را برای محیط‌های تولید انبوه مناسب می‌سازد. ابعاد مینیاتوری و ساختار مستحکم آن، پاسخگوی کاربردهای مختلف در بخش‌های الکترونیکی با محدودیت فضا و تمرکز بر قابلیت اطمینان است.

1.1 ویژگی‌ها

• منطبق با دستورالعمل‌های محدودیت مواد خطرناک (RoHS).
• از یک تراشه نیمه‌هادی AlInGaP فوق‌العاده روشن برای بازده نوری بالا استفاده می‌کند.
• روی نوار 8 میلی‌متری بسته‌بندی شده که بر روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ پیچیده شده‌اند، برای ماشین‌آلات اتوماتیک برداشت و قراردادن.
• منطبق بر طرح‌های بسته‌بندی استاندارد اتحادیه صنایع الکترونیک (EIA).
• سطوح منطقی ورودی با خروجی‌های مدار مجتمع (IC) استاندارد سازگار هستند.
• برای سازگاری با تجهیزات نصب خودکار فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده است.
• در برابر پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) مورد استفاده در فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) مقاوم است.

1.2 کاربردها

LED برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی طراحی شده است که در آنها به نشانگر یا نور پس‌زمینه قابل اعتماد و فشرده نیاز است. حوزه‌های اصلی کاربرد شامل موارد زیر می‌شود:

• تجهیزات مخابراتی: نشانگرهای وضعیت در روترها، مودم‌ها و گوشی‌های تلفن.
• اتوماسیون اداری: نور پس‌زمینه برای صفحه‌کلیدها، کیبوردها و چراغ‌های وضعیت در پرینترها و اسکنرها.
• لوازم خانگی مصرفی: نشانگرهای برق، حالت یا عملکرد در دستگاه‌های خانگی.
• تجهیزات صنعتی: نشانگرهای پنل برای ماشین‌آلات و سیستم‌های کنترل.
• Microdisplays & Signage: روشنایی سطح پایین برای نشانگرهای نمادین یا نمایش‌های اطلاعاتی کوچک.

2. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

بخش‌های زیر تحلیل مفصلی از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکرد دستگاه تحت شرایط تعریف‌شده ارائه می‌دهند. تمامی رتبه‌بندی‌ها و ویژگی‌ها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا پایین‌تر از آن تضمین‌شده نیست و باید در طراحی مدار از آن اجتناب کرد.

• Power Dissipation (Pd): 50 میلی‌وات. این حداکثر توان کل (جریان * ولتاژ مستقیم) است که بسته می‌تواند بدون تجاوز از حداکثر دمای پیوند، به صورت گرما تلف کند.
• جریان مستقیم اوج (I_FP): 40 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز در جهت مستقیم است که معمولاً تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای مدیریت افزایش حرارت مشخص می‌شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F): 20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC توصیه‌شده برای کارکرد پیوسته است که قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار را تضمین می‌کند.
• ولتاژ معکوس (V_R): 5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیش از این مقدار می‌تواند منجر به شکست پیوند و خرابی دستگاه شود.
• محدوده دمای کاری: 30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که دستگاه برای عملکرد صحیح در آن طراحی شده است.
• محدوده دمای نگهداری: ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمایی برای ذخیره‌سازی غیرعملیاتی بدون تخریب.
• دمای لحیم‌کاری: تا ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۰ ثانیه مقاومت می‌کند که سازگاری آن با فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی بدون سرب را تعریف می‌کند.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

این پارامترها عملکرد معمول دستگاه را در شرایط کاری عادی (I_F = 5mA, Ta=25°C) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V): 8.2 تا 28.0 میلی‌کاندلا (mcd). اندازه‌گیری شده در محور با استفاده از سنسوری که فیلتر شده تا با منحنی پاسخ فوتوپیک (چشم انسان) مطابقت داشته باشد. محدوده وسیع از طریق یک سیستم دسته‌بندی (بینیگ) مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2): 50 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار خود در محور (0°) کاهش می‌یابد و گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج اوج انتشار (λ_P): تقریباً ۶۱۱ نانومتر. طول موجی که در آن توزیع توان طیفی نور منتشرشده در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λ_d): ۵۹۵ تا ۶۱۰ نانومتر. این طول موج منفردی است که چشم انسان به‌عنوان نماینده رنگ نور درک می‌کند و از مختصات رنگی CIE مشتق شده است. این پارامتر کلیدی برای تعیین مشخصات رنگ است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ): تقریباً ۱۷ نانومتر. عرض طیف نشری در نصف حداکثر توان آن که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ پیش‌رو (V_F): ۱.۷۰ تا ۲.۳۰ ولت. افت ولتاژ دو سر LED هنگام راه‌اندازی با جریان ۵ میلی‌آمپر. این محدوده نیز از طریق باینینگ مدیریت می‌شود.
• جریان معکوس (I_R): حداکثر ۱۰ میکروآمپر. جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال حداکثر ولتاژ معکوس (۵ ولت) جاری می‌شود.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی دسته‌بندی (Binning) می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص ولتاژ، روشنایی و رنگ را برای کاربردشان برآورده می‌کنند.

3.1 ولتاژ مستقیم (V_F) دسته‌بندی

دسته‌ها محدوده ولتاژ مستقیم را در جریان آزمایش 5mA تعریف می‌کنند. این امر برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان، به ویژه هنگامی که چند LED به صورت موازی متصل می‌شوند، جهت اطمینان از توزیع یکنواخت جریان حیاتی است.

• دسته D1: V_F = 1.7V تا 1.9V
• Bin D2: V_F = 1.9V تا 2.1V
• Bin D3: V_F = 2.1V تا 2.3V
• تلرانس در هر Bin: ±0.1V

3.2 شدت روشنایی (I_V) دسته‌بندی

سطل‌ها حداقل و حداکثر خروجی نوری را دسته‌بندی می‌کنند و امکان انتخاب بر اساس نیازهای روشنایی را فراهم می‌سازند.

• سطل K: I_V = 8.2 mcd تا 11.0 mcd
• Bin L: I_V = 11.0 mcd تا 18.0 mcd
• Bin M: I_V = 18.0 mcd تا 28.0 mcd
• تلرانس در هر Bin: ±15%

3.3 طول موج غالب (λ_d) دسته‌بندی

این دسته‌بندی تضمین می‌کند که رنگ در بین دسته‌های تولیدی مختلف یکنواخت باقی بماند، که برای کاربردهایی که نیاز به تطابق رنگ دارند حیاتی است.

• Bin N: λ_d = 595 nm to 600 nm
• Bin P: λ_d = 600 nm to 605 nm
• Bin Q: λ_d = 605 nm تا 610 nm
• تلرانس در هر بین: ±1 نانومتر

4. تحلیل منحنی عملکرد

داده‌های گرافیکی بینشی از رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. در حالی که منحنی‌های خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، روابط معمول در زیر توضیح داده شده‌اند.

4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)

The forward voltage (V_F) رابطه‌ای لگاریتمی با جریان مستقیم (I نشان می‌دهد_F). به صورت غیرخطی افزایش می‌یابد، با افزایش تندتر در جریان‌های بسیار پایین (نزدیک به ولتاژ روشن‌شدن) و افزایش خطی‌تر در جریان‌های بالاتر به دلیل مقاومت سری درون تراشه و بسته‌بندی. کارکرد LED در محدوده جریان مشخص‌شده، پایداری V_F و بازده بهینه را تضمین می‌کند.

4.2 شدت نور بر حسب جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نورانی) در محدوده قابل توجهی تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، راندمان (لومن بر وات) ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش اثرات حرارتی و افت (droop) کاهش یابد. شرایط کاری معمول 5mA در دیتاشیت برای تعادل بین روشنایی، راندمان و طول عمر انتخاب شده است.

4.3 وابستگی به دما

عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای پیوند:
- ولتاژ پیش‌رو (V_F) معمولاً کاهش می‌یابد.
- شدت نور در جریان معین کاهش می‌یابد.
- طول موج غالب ممکن است کمی تغییر کند (معمولاً به سمت طول‌موج‌های بلندتر برای AlInGaP). مدیریت حرارتی مناسب در طراحی PCB برای حفظ عملکرد نوری یکنواخت در محدوده دمای کاری ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

دستگاه مطابق با طرح استاندارد بسته‌بندی SMD است. تلرانس‌های ابعادی کلیدی ±0.1 میلی‌متر می‌باشد مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. لنز شفاف با کلاهک سیاه است که با کاهش بازتاب نور پراکنده و بهبود روشنایی درک‌شده تابش نارنجی، کنتراست را افزایش می‌دهد.

5.2 الگوی زمین PCB توصیه‌شده

یک طرح پیشنهادی برای پدهای لحیم‌کاری ارائه شده است تا تشکیل اتصالات لحیم قابل اطمینان در طول فرآیند ریفلو تضمین شود. این الگو به گونه‌ای طراحی شده است که ترشوندگی مناسب لحیم، هم‌ترازی صحیح و استحکام مکانیکی کافی را تسهیل نموده و در عین حال پل‌های لحیم را به حداقل برساند. رعایت این توصیه برای بازدهی مونتاژ بسیار حیاتی است.

5.3 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً بر روی بدنه دستگاه مشخص شده است، که اغلب با رنگ سبز روی لنز، یک شکاف یا یک نقطه نشان داده می‌شود. در هنگام نصب باید قطبیت صحیح رعایت شود تا عملکرد صحیح مدار تضمین گردد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری بازجریانی IR (فرآیند بدون سرب)

این قطعه برای لحیم‌کاری بدون سرب واجد شرایط است. یک پارامتر حیاتی این است که حداکثر دمای بدنه از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز نکند و حداکثر به مدت 10 ثانیه در این دما باقی بماند. یک پروفایل کامل بازجریان شامل موارد زیر است:
- پیش‌گرم/شیب: یک شیب کنترل‌شده برای فعال‌سازی شار و به حداقل رساندن شوک حرارتی.
- منطقه خیس‌اندن: معمولاً ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد برای حداکثر ۱۲۰ ثانیه برای یکسان‌سازی دمای برد.
- منطقه بازجوش: دمای اوج حداکثر ۲۶۰ درجه سانتیگراد، با زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL) کنترل‌شده.
- ناحیه خنک‌کاری: کاهش کنترل‌شده دما برای جامد کردن اتصالات لحیم.
پروفایل‌ها باید بر اساس مونتاژ خاص PCB توسعه یابند و از استانداردهای JEDEC و توصیه‌های سازنده خمیر لحیم پیروی کنند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم کاری دستی، از هویه کنترل دمایی استفاده کنید که حداکثر روی 300°C تنظیم شده باشد. زمان تماس با پد لحیم باید به 3 ثانیه یا کمتر در هر اتصال محدود شود و تنها یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به پکیج LED یا اتصالات سیمی جلوگیری گردد.

6.3 انبارش و جابجایی

- اقدامات احتیاطی ESD: LEDها نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. آنها را با استفاده از بندهای مچ زمین‌شده، زیراندازهای ضداستاتیک و در محیط‌های کنترل‌شده جابجا کنید.
- حساسیت به رطوبت: سطح حساسیت به رطوبت (MSL) بسته‌بندی 3 است. در صورت باز شدن کیسه مهر و موم شده اصلی مانع رطوبت، قطعات باید حداکثر ظرف یک هفته (168 ساعت) در شرایط کارخانه‌ای (≤30°C/60% RH) تحت عملیات Reflow IR قرار گیرند. برای نگهداری فراتر از این مدت، قبل از لحیم‌کاری به مدت حداقل 20 ساعت در دمای 60°C پخت شوند.
- نگهداری بلندمدت: کیسه‌های بازنشده باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند و عمر مفید توصیه شده از تاریخ تولید، یک سال است.

6.4 نظافت

در صورت نیاز، تمیزکاری پس از لحیم‌کاری باید با استفاده از حلال‌های ملایم الکلی مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) یا اتیل الکل انجام شود. غوطه‌وری باید در دمای اتاق و کمتر از یک دقیقه باشد. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص می‌توانند به لنز پلاستیکی و پکیج آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

دستگاه در نوار حامل برجسته‌کاری شده با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شود و بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده می‌شود. بسته‌بندی استاندارد حاوی 4000 قطعه در هر قرقره است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل مقدار بسته‌بندی موجود 500 قطعه است. ابعاد نوار و قرقره مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است تا سازگاری با فیدرهای خودکار تضمین شود.

7.2 تفسیر شماره قطعه

شماره قطعه LTST-C19DKFKT-NB ویژگی‌های خاصی را کدگذاری می‌کند:
- LTST: شناسه خانواده محصول/سری.
- C19DKFKT: کد داخلی تعریف کننده نوع بسته‌بندی، رنگ و ویژگی‌های عملکردی.
- NB: پسوندی که اغلب نشان‌دهنده ترکیب‌های خاص سطل‌ها یا گزینه‌های ویژه است (مثلاً V خاص_F/I_V/λ_d سطل‌ها). کدهای دقیق سطل برای این پسوند باید با تأمین‌کننده تأیید شود.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود‌سازی جریان

LED یک دستگاه جریان‌محور است. همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک مدار درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply - V_F) / I_Fاز حداکثر V استفاده کنید_F از دیتاشیت (یا بین انتخاب شده) برای اطمینان از اینکه جریان حتی با تغییرات ولتاژ تغذیه و تلرانس قطعات از حداکثر ریتینگ تجاوز نکند.

8.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان پایین است، هیت سینک مؤثر از طریق پدهای مسی PCB طول عمر را بهبود بخشیده و خروجی نور پایدار را حفظ می‌کند. از مساحت مسی کافی متصل به پدهای حرارتی استفاده کنید و برای بهبود پخش حرارت، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار نزدیک به جریان حداکثر، از وایاهای حرارتی به لایه‌های داخلی یا زیرین در نظر بگیرید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 50 درجه یک پرتو گسترده فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، می‌توان از اپتیک ثانویه (لنزها) استفاده کرد. کلاهک سیاه کاهش درخشش جانبی را کاهش می‌دهد و LED را برای نشانگرهای پنل جلویی مناسب می‌سازد که در آن نیاز به حداقل‌سازی دید خارج از محور است.

9. مقایسه و تمایز فنی

این LED نارنجی AlInGaP در مقایسه با سایر فناوری‌ها مزایای متمایزی ارائه می‌دهد:
- در مقابل GaAsP/GaP سنتی: AlInGaP در جریان درایو یکسان، بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتری فراهم می‌کند که منجر به مصرف توان کمتر برای خروجی نوری مشخص یا قابلیت دید بیشتر می‌شود.
- در مقابل الئیدی‌های تبدیل‌شده با فسفر: الئیدی‌های AlInGaP با انتشار مستقیم معمولاً پهنای باند طیفی باریک‌تری دارند (حدود ۱۷ نانومتر) و در مقایسه با طیف‌های گسترده‌تر الئیدی‌های سفید تبدیل‌شده با فسفر که برای نمایش رنگ نارنجی فیلتر شده‌اند، رنگ نارنجی اشباع‌شده و خالص‌تری ارائه می‌دهند.
- در مقابل سایر ابعاد پکیج: بسته‌بندی استاندارد EIA سازگاری گسترده‌ای با الگوهای استاندارد صنعتی PCB و نازل‌های Pick-and-Place تضمین می‌کند و پیچیدگی طراحی و مونتاژ را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q1: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟
A: بدون یک مقاومت محدودکننده جریان، خیر. ولتاژ پیش‌روی آن حدود 1.8 ولت است، بنابراین اتصال مستقیم به 3.3 ولت یا 5 ولت باعث جریان بیش از حد و تخریب LED می‌شود. همیشه یک مقاومت سری مناسب محاسبه و استفاده کنید.

Q2: چرا دامنه‌ی شدت نور (8.2 تا 28.0 mcd) اینقدر گسترده است؟
A: این به دلیل تغییرات طبیعی در فرآیند ساخت نیمه‌هادی‌ها است. سیستم دسته‌بندی (K, L, M) به شما امکان می‌دهد تا درجه روشنایی مورد نیاز برای کاربرد خود را انتخاب کنید و در نتیجه یکنواختی در یک سری تولید تضمین می‌شود.

Q3: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟
A: طول موج اوج (λ_P) قله فیزیکی طیف نور است. طول موج غالب (λ_d) از مختصات رنگی CIE محاسبه می‌شود و نشان‌دهنده طول موج واحدی است که چشم انسان رنگ را به آن درک می‌کند. λ_d پارامتر مرتبط‌تری برای تعیین و تطبیق رنگ است.

سوال 4: این LED را چند بار می‌توان ریفلو کرد؟
پاسخ: دیتاشیت مشخص می‌کند که شرایط لحیم‌کاری (۲۶۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۰ ثانیه) حداکثر دو بار قابل اعمال است. این موضوع تعمیرات احتمالی را در نظر می‌گیرد. بهترین روش، به حداقل رساندن چرخه‌های ریفلو است.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی نشانگر وضعیت برای یک سوئیچ شبکه.
LED وضعیت "لینک فعال" را در هر پورت نشان خواهد داد. طراحی از ریل تغذیه 3.3V استفاده می‌کند.
1. انتخاب فعلی: انتخاب I_F = 5mA برای روشنایی کافی و عمر طولانی.
2. محاسبه مقاومت: با فرض V محافظه‌کارانه_F 2.3 ولت (حداکثر از دیتاشیت)، R = (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω. یک مقاومت استاندارد 220Ω جریان I_F ≈ (3.3-1.8)/220 ≈ 6.8mA را فراهم می‌کند که همچنان ایمن است و روشنایی خوبی ایجاد می‌کند.
3. Binning: برای ظاهر یکنواخت در تمامی پورت‌های یک پنل، یک محدوده باریک طول موج غالب (مثلاً Bin P: 600-605nm) و یک محدوده یکنواخت شدت نور (مثلاً Bin L: 11-18mcd) مشخص کنید.
4. PCB Layout: از الگوی زمین توصیه‌شده استفاده کنید. پد کاتد را به یک ناحیه مسی کمی بزرگ‌تر برای ایجاد خنک‌کنندگی جزئی متصل کنید.
5. Assembly: از دستورالعمل‌های پروفایل ریفلو IR پیروی کنید. در صورتی که LEDها بیش از عمر مجاز کف MSL 3 در معرض محیط قرار گرفته‌اند، اطمینان حاصل کنید که برد پخته شده است.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. ناحیه فعال از آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم بیش از ولتاژ آستانه روشن شدن پیوند اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. در اینجا، آن‌ها به صورت تابشی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. انرژی گاف نواری خاص آلیاژ AlInGaP طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند که در این مورد در طیف نارنجی (طول موج غالب ≈605 نانومتر) است. بسته‌بندی لنز اپوکسی برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی، ایجاد پایداری مکانیکی و شکل‌دهی به الگوی نور منتشر شده عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای SMD مانند این نمونه، بخشی از روندهای گستردهتر در اپتوالکترونیک است:
- افزایش بازده: تحقیقات مداوم در علم مواد با هدف بهبود بازده کوانتومی داخلی و بازده استخراج نور در AlInGaP و دیگر نیمهرساناهای مرکب، منجر به دستیابی به لومن بیشتر در هر وات میشود.
- مینیاتوری‌سازی: تلاش برای ساخت الکترونیک کوچک‌تر و فشرده‌تر، همچنان به کاهش اندازه بسته‌بندی‌ها (مانند تغییر از اندازه‌های متریک 0603 به 0402) ادامه می‌دهد، در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود می‌یابد.
- یکپارچه‌سازی: روندها شامل ادغام چندین تراشه LED (RGB) در یک بسته واحد برای ترکیب رنگ، یا ترکیب مدارهای مجتمع کنترل با LEDها برای راه‌حل‌های روشنایی "هوشمند" است.
- قابلیت اطمینان و استانداردسازی: تأکید بر استانداردهای کیفی سخت‌گیرانه، طول عمر عملیاتی طولانی‌تر و معیارهای استاندارد آزمایش/عملکرد (مانند TM-21 برای پیش‌بینی طول عمر) برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهای روشنایی خودرو، صنعتی و حرفه‌ای.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح	واحد/نمایش	توضیح ساده	چرا مهم است
Luminous Efficacy	lm/W (لومن بر وات)	خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بازده انرژی بیشتر است.	مستقیماً تعیین‌کننده درجه بهره‌وری انرژی و هزینه برق است.
شار نوری	lm (lumens)	کل نور ساطع شده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده می‌شود.	تعیین می‌کند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر.
زاویه دید	° (درجه)، به عنوان مثال، 120°	زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند.	بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
CCT (دمای رنگ)	K (Kelvin)، مثلاً 2700K/6500K	گرمی/سردی نور، مقادیر پایین‌تر زردرنگ/گرم، مقادیر بالاتر سفیدرنگ/سرد.	جو نورپردازی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
CRI / Ra	بدون واحد، ۰–۱۰۰	توانایی نمایش دقیق رنگ‌های اشیاء، Ra≥80 خوب است.	بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های با نیاز بالا مانند مراکز خرید و موزه‌ها استفاده می‌شود.
SDCM	مراحل بیضی مک‌آدام، به عنوان مثال، "5-step"	معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای یکنواختی رنگ بیشتر است.	تضمین یکنواختی رنگ در سراسر دسته‌ای از LEDهای مشابه.
Dominant Wavelength	nm (نانومتر)، به عنوان مثال: 620nm (قرمز)	طول موج متناظر با رنگ LED‌های رنگی.	تعیین کننده رنگ‌آمیزی (هیو) LED‌های تک‌رنگ قرمز، زرد و سبز.
توزیع طیفی	منحنی طول موج در مقابل شدت	توزیع شدت را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد.	بر بازتولید رنگ و کیفیت تأثیر می‌گذارد.

Electrical Parameters

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.	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
حداکثر جریان پالس	Ifp	جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، مورد استفاده برای تنظیم نور یا چشمک زدن.	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
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 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 خنک‌کنندگی قوی‌تر دارد.
ESD Immunity	ولتاژ (مدل بدن انسان)، مثلاً 1000V	توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیب‌پذیری کمتر است.	اقدامات ضد استاتیک در تولید مورد نیاز است، به ویژه برای LEDهای حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح	معیار کلیدی	توضیح ساده	تأثیر
Junction Temperature	Tj (°C)	دمای عملیاتی واقعی درون 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.
افت شار نوری	L70 / L80 (ساعت)	زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه.	مستقیماً "طول عمر مفید" LED را تعریف می‌کند.
Lumen Maintenance	درصد (مثلاً ۷۰٪)	درصد روشنایی حفظ‌شده پس از زمان.	نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ	Δu′v′ or MacAdam ellipse	میزان تغییر رنگ در حین استفاده.	بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های نورپردازی تأثیر می‌گذارد.
پیرسازی حرارتی	تخریب مواد	تخریب ناشی از دمای بالا در طولانیمدت.	ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

Packaging & Materials

اصطلاح	انواع متداول	توضیح ساده	Features & Applications
نوع بسته‌بندی	EMC, PPA, Ceramic	ماده محفظه که تراشه را محافظت می‌کند و رابط نوری/حرارتی را فراهم می‌کند.	EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار چیپ	Front, Flip Chip	Chip electrode arrangement.	Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power.
پوشش فسفر	YAG, Silicate, Nitride	تراشه آبی را می‌پوشاند، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند و برای تولید نور سفید ترکیب می‌شود.	فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ 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 مثلاً 2G, 2H	گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است.	اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته.
Voltage Bin	Code e.g., 6W, 6X	Grouped by forward voltage range.	تطبیق درایور را تسهیل می‌کند، راندمان سیستم را بهبود می‌بخشد.
Color Bin	بیضی مک‌آدام ۵-گامی	گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدوده تنگ.	تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ.
CCT Bin	2700K, 3000K و غیره.	گروه‌بندی شده بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه خود را دارند.	پاسخگوی نیازهای CCT صحنه‌های مختلف است.

Testing & Certification

اصطلاح	استاندارد/آزمون	توضیح ساده	اهمیت
LM-80	آزمون حفظ شار نوری	روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی.	برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده می‌شود.
TM-21	استاندارد تخمین عمر	تخمین عمر در شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80.	پیش‌بینی علمی عمر را ارائه می‌دهد.
IESNA	Illuminating Engineering Society	روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش می‌دهد.	مبنای آزمون مورد تأیید صنعت.
RoHS / REACH	گواهینامه‌ی محیط‌زیستی	اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه).	الزامات دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC	گواهی بهره‌وری انرژی.	گواهی بهره‌وری و عملکرد انرژی برای روشنایی.	مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه‌ای، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.