دیتاشیت LED SMD نارنجی - بسته‌بندی EIA - ولتاژ معکوس 5 ولت - توان 75 میلی‌وات - طول موج غالب 605 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک LED نارنجی سطح‌نصب با روشنایی بالا را که از فناوری چیپ AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) بهره می‌برد، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار و لحیم‌کاری ری‌فلو مادون‌قرمز طراحی شده و برای تولید انبوه مناسب است. این یک محصول سبز مطابق با RoHS است که در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی شده است.

1.1 مزایای اصلی

• خروجی فوق‌العاده پرنور:شدت نوری بالا را از یک بسته‌بندی فشرده ارائه می‌دهد.
• سازگاری با فرآیند:طراحی شده برای استفاده با تجهیزات قرارگیری خودکار و پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری ری‌فلو مادون‌قرمز.
• سازگار با IC:مناسب برای اتصال مستقیم با مدارهای مجتمع.
• بسته‌بندی استاندارد:مطابق با ابعاد استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی عمومی در نظر گرفته شده است، از جمله اما نه محدود به نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه، روشنایی پنل‌ها و نورپردازی تزئینی در لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات اداری و دستگاه‌های ارتباطی.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدوده‌های زیر مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان تلف شده (Pd):75 میلی‌وات در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد.
• جریان مستقیم پیک (I_F(peak)):80 میلی‌آمپر (پالسی، چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر DC.
• ضریب کاهش:0.4 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد به صورت خطی از دمای محیط 50 درجه سانتی‌گراد.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت.
• محدوده دمای کاری (T_opr):30- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• شرایط لحیم‌کاری مادون‌قرمز:تحمل دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکردی معمول در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):از حداقل 11.2 میلی‌کاندلا تا حداکثر 71.0 میلی‌کاندلا متغیر است، با مقادیر معمول تعریف شده توسط کدهای بین.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λ_P):معمولاً 611 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):از 597 نانومتر تا 612 نانومتر متغیر است، با مقدار معمول 605 نانومتر. این طول موج، رنگ درک شده را تعریف می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):تقریباً 17 نانومتر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی نور نارنجی ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.3 ولت، با حداکثر 2.3 ولت در I_F=5mA.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V.
• ظرفیت خازنی (C):معمولاً 40 پیکوفاراد اندازه‌گیری شده در بایاس 0 ولت و فرکانس 1 مگاهرتز.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

شدت نور LEDها برای اطمینان از یکنواختی درون یک دسته تولیدی، دسته‌بندی می‌شود. کد بین، حداقل و حداکثر شدت نور اندازه‌گیری شده در 5 میلی‌آمپر را تعریف می‌کند.

• کد بین L:11.2 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 18.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• کد بین M:18.0 میلی‌کاندلا تا 28.0 میلی‌کاندلا
• کد بین N:28.0 میلی‌کاندلا تا 45.0 میلی‌کاندلا
• کد بین P:45.0 میلی‌کاندلا تا 71.0 میلی‌کاندلا

یک تلورانس 15%± برای هر دسته شدت نور اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با سطح روشنایی مورد نیاز برای کاربرد خود را انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل‌های 1 و 6)، روندهای عملکرد معمول را می‌توان از پارامترها استنباط کرد:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):LED یک رابطه نمایی مشخصه I-V را نشان می‌دهد. مقدار مشخص شده V_Fحدود 2.3V در 5mA نقطه کاری معمول است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:شدت نور عموماً با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما عملکرد باید در محدوده حداکثر مطلق باقی بماند تا از آسیب و کاهش بازده جلوگیری شود.
• وابستگی دمایی:خروجی نوری معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. ضریب کاهش جریان مستقیم (0.4 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد بالای 50 درجه) برای مدیریت حرارتی در محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.
• توزیع طیفی:طیف تابش حول 605-611 نانومتر (نارنجی) با نیم‌عرض نسبتاً باریک 17 نانومتر متمرکز شده است که رنگی اشباع شده ارائه می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی سطح‌نصب استاندارد مطابق با EIA قرار گرفته است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلورانس عمومی 0.10± میلی‌متر است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. لنز شفاف است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

دیتاشیت شامل ابعاد پیشنهادی چیدمان پد لحیم‌کاری برای اطمینان از تشکیل مناسب اتصال لحیم و پایداری مکانیکی در حین ری‌فلو است. قطبیت توسط علامت‌گذاری روی بسته یا طراحی پد کاتد/آند نشان داده می‌شود (به نقشه بسته‌بندی مراجعه کنید). اتصال صحیح قطبیت برای عملکرد قطعه ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ری‌فلو

یک پروفیل ری‌فلو مادون‌قرمز توصیه شده برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (SnAgCu) ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:افزایش دما تا 120-150 درجه سانتی‌گراد.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالای نقطه ذوب:حداکثر 5 ثانیه در دمای پیک.

رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی LED و دی داخلی آن حیاتی است.

6.2 نگهداری و جابجایی

• شرایط نگهداری:توصیه می‌شود از 30 درجه سانتی‌گراد و 70% رطوبت نسبی تجاوز نکند.
• حساسیت به رطوبت:LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خارج شده‌اند باید ظرف یک هفته ری‌فلو شوند. برای نگهداری طولانی‌تر، از یک ظرف دربسته با ماده رطوبت‌گیر یا محیط نیتروژن استفاده کنید. اگر بیش از 672 ساعت بدون بسته‌بندی نگهداری شده‌اند، قبل از مونتاژ، پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت توصیه می‌شود.
• تمیزکاری:در صورت لزوم، فقط با الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه تمیز کنید. از مواد شیمیایی نامشخص خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

• نوار و قرقره:در نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) عرضه می‌شود.
• تعداد در هر قرقره:3000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای مقادیر باقیمانده.
• استاندارد بسته‌بندی:مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994. جیب‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم شده‌اند.

8. توصیه‌های طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار درایو

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر LED استفاده شود (مدل مدار A). راه‌اندازی مستقیم LEDها به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصات ولتاژ مستقیم (V_F) بین LEDهای منفرد می‌تواند باعث تفاوت قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه روشنایی شود.

8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این قطعه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. آسیب ESD می‌تواند به صورت جریان نشتی معکوس بالا، ولتاژ مستقیم پایین یا عدم روشنایی در جریان‌های کم ظاهر شود. اقدامات پیشگیرانه شامل:

• استفاده از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضداستاتیک.
• اطمینان از اتصال صحیح زمین تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری.
• استفاده از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیک روی لنز LED.

برای بررسی آسیب احتمالی ESD، روشن شدن LED را تأیید کرده و ولتاژ مستقیم آن (V_F) را در یک جریان کم (مثلاً 0.1mA) اندازه‌گیری کنید. یک LED AlInGaP \"سالم\" معمولاً باید در این شرایط V_F> 1.4V داشته باشد.

8.3 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 75mW)، اما چیدمان مناسب PCB و در صورت لزوم، استفاده از وایاهای حرارتی می‌تواند به دفع گرما کمک کند، به ویژه هنگام کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به حداکثر جریان مجاز. منحنی کاهش جریان بالای دمای محیط 50 درجه سانتی‌گراد را رعایت کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای استاندارد GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، این LED مبتنی بر AlInGaP بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتری برای طیف رنگ نارنجی ارائه می‌دهد. لنز شفاف، در مقابل لنز مات یا رنگی، خروجی نور را به حداکثر می‌رساند. سازگاری آن با فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT و ری‌فلو، مزیت هزینه‌ای نسبت به قطعاتی که نیاز به لحیم‌کاری دستی یا جابجایی ویژه دارند، فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

10.1 آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟

بدون یک مقاومت محدودکننده جریان، خیر. ولتاژ مستقیم معمول آن حدود 2.3V است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ بالاتر از V_Fباعث جریان بیش از حد شده و ممکن است LED را از بین ببرد. همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید که به صورت R = (V_منبع- V_F) / I_F.

محاسبه شده است.

10.2 چرا یک سیستم دسته‌بندی برای شدت نور وجود دارد؟

تغییرات ساخت باعث تفاوت‌های جزئی در خروجی نور می‌شود. دسته‌بندی، LEDها را در گروه‌هایی با عملکرد مشابه مرتب می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد سطح روشنایی یکنواختی برای محصول خود انتخاب کنند و از تفاوت‌های قابل مشاهده بین LEDهای مجاور جلوگیری کنند.

10.3 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pطول موج پیک (λ_d) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است (معمولاً 611 نانومتر). طول موج غالب (λ

) از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج منفرد رنگ طیفی خالصی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد (معمولاً 605 نانومتر). طول موج غالب برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

11. مطالعه موردی طراحی عملیسناریو:
طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED نارنجی با روشنایی یکنواخت که از خط تغذیه 5 ولت تغذیه می‌شوند.
1. مراحل طراحی:انتخاب بین:
2. بین \"M\" را برای شدت نور متوسط 18-28 میلی‌کاندلا انتخاب کنید.تنظیم جریان کاری:_FI
3. = 5mA را انتخاب کنید (شرایط آزمایش برای دسته‌بندی، روشنایی مشخص شده را تضمین می‌کند).محاسبه مقاومت سری:
4. R = (5V - 2.3V) / 0.005A = 540 اهم. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد استفاده کنید (مثلاً 560 اهم).توان هر LED:_FP = V_F* I
5. ≈ 2.3V * 0.005A = 11.5 میلی‌وات، که به خوبی در محدوده 75 میلی‌واتی قرار دارد.چیدمان PCB:
6. ابعاد پد پیشنهادی را دنبال کنید. هر 10 LED را با مقاومت‌های 560 اهمی جداگانه خود به صورت موازی از خط 5 ولت به زمین قرار دهید.مونتاژ:

پروفیل ری‌فلو مادون‌قرمز توصیه شده را دنبال کنید. اگر بلافاصله استفاده نمی‌شوند، قرقره‌های باز شده را در یک کابینت خشک نگهداری کنید.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر پایه ماده نیمه‌هادی AlInGaP رشد یافته روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند که در آنجا بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، در طیف نارنجی (حدود 605 نانومتر). لنز اپوکسی شفاف، چیپ را محصور کرده و به استخراج نور کمک می‌کند.

13. روندهای صنعت