ال‌ای‌دی SMD میان‌قدرت قرمز عمیق 67-21S - بسته‌بندی PLCC-2 - ابعاد 2.0x1.25x0.7mm - ولتاژ 2.0-2.9V - جریان 60mA - توان 40-100mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک ال‌ای‌دی میان‌قدرت SMD را تشریح می‌کند که از فناوری چیپ AlGaInP برای انتشار نور قرمز عمیق استفاده می‌کند. قطعه در یک بسته‌بندی فشرده PLCC-2 قرار دارد که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده است. مزایای اصلی آن شامل بازده نوری بالا، مصرف توان متوسط مناسب برای کارکرد طولانی‌مدت و زاویه دید بسیار گسترده است که توزیع یکنواخت نور را تضمین می‌کند. این ویژگی‌ها آن را به انتخابی همه‌کاره برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای روشنایی فراتر از استفاده به عنوان نشانگر ساده تبدیل می‌کند.

1.1 ویژگی‌های کلیدی و مطابقت‌ها

• بسته‌بندی:فرم‌فاکتور استاندارد PLCC-2 برای نصب قابل اطمینان SMT.
• رنگ منتشر شده:قرمز عمیق (طول موج پیک 680-650 نانومتر).
• زاویه دید:120 درجه (معمول)، که یک الگوی تابش گسترده فراهم می‌کند.
• مطابقت محیطی:محصول بدون سرب است، با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا مطابقت دارد، از مقررات REACH اتحادیه اروپا پیروی می‌کند و استانداردهای بدون هالوژن را برآورده می‌کند (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• دسته‌بندی:از استانداردهای ANSI برای خروجی رنگ و شار نوری یکنواخت پیروی می‌کند و یکنواختی در دسته‌های تولید را تضمین می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف

این ال‌ای‌دی برای کاربردهای روشنایی که نیاز به انتشار کارآمد نور قرمز دارند، طراحی شده است. موارد استفاده معمول شامل:

• نورپردازی تزئینی و سرگرمی:نورپردازی تأکیدی معماری، نورپردازی صحنه و نورپردازی محیطی که در آن نقاط رنگ خاص حیاتی هستند.
• نورپردازی کشاورزی:نورپردازی مکمل در باغبانی و کشت عمودی، به ویژه در فرآیندهای فوتومورفوژنز که نور قرمز بر رشد و گلدهی گیاه تأثیر می‌گذارد.
• نورپردازی عمومی:ادغام در چراغ‌هایی که نیاز به مؤلفه قرمز برای نور سفید قابل تنظیم یا اثرات دمای رنگ خاص دارند.

2. حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

نکته مهم:این دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. باید در طول مونتاژ و جابجایی، روش‌های صحیح کنترل ESD رعایت شود تا از خرابی پنهان یا فاجعه‌بار جلوگیری شود.

3. مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در دمای نقطه لحیم (T_soldering) 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول در شرایط مشخص شده را نشان می‌دهند._soldering) of 25°C and represent the typical performance under specified conditions.

یادداشت‌ها:
1. تلرانس توان تابشی ±11% است.
2. تلرانس ولتاژ مستقیم ±0.1V است.

4. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و عملکرد در تولید، ال‌ای‌دی‌ها در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این دستگاه از سه معیار دسته‌بندی مستقل استفاده می‌کند.

4.1 دسته‌بندی توان تابشی

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس توان خروجی نوری آن‌ها در 60mA دسته‌بندی می‌شوند. کد بین بخشی از شماره سفارش محصول است.

4.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LEDs are also sorted by their forward voltage drop, which is crucial for designing constant-current drivers and managing thermal load.

4.3 دسته‌بندی طول موج پیک

این مورد رنگ طیفی نور قرمز عمیق منتشر شده را تعریف می‌کند که برای کاربردهایی که طول موج‌های خاصی مورد نیاز است (مانند پاسخ گیرنده‌های نوری گیاه) حیاتی است.

یادداشت:تلرانس اندازه‌گیری طول موج غالب/پیک ±1 نانومتر است.

5. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای زیر، برگرفته از داده‌های معمول، نشان می‌دهند که پارامترهای کلیدی چگونه با شرایط کارکرد تغییر می‌کنند. این نمودارها برای طراحی سیستم مقاوم ضروری هستند.

5.1 توزیع طیفی

منحنی طیف ارائه شده یک پیک باریک و به‌خوبی تعریف شده در ناحیه قرمز عمیق (تقریباً 670-660 نانومتر برای قطعه معمول) را نشان می‌دهد که مشخصه فناوری AlGaInP است. انتشار در باندهای طیفی دیگر حداقل است که منجر به رنگ قرمز اشباع می‌شود.

5.2 ولتاژ مستقیم در مقابل دمای اتصال (شکل 1)

ولتاژ مستقیم (V_F) یک ال‌ای‌دی نیمه‌هادی دارای ضریب دمایی منفی است. با افزایش دمای اتصال (T_j) از 25 درجه سلسیوس به 115 درجه سلسیوس، V_F به طور خطی تقریباً 0.25 ولت کاهش می‌یابد. این مشخصه برای جبران دمایی در مدارهای درایور حیاتی است و می‌تواند برای نظارت غیرمستقیم دمای اتصال استفاده شود._F) increases from 25°C to 115°C, V_j) of a semiconductor LED has a negative temperature coefficient. As the junction temperature (T_Fdecreases linearly by approximately 0.25V. This characteristic is vital for temperature compensation in driver circuits and can be used for indirect junction temperature monitoring.

5.3 توان تابشی نسبی در مقابل جریان مستقیم (شکل 2)

توان خروجی نوری به صورت زیرخطی با جریان مستقیم افزایش می‌یابد. در حالی که کار در جریان‌های بالاتر نور بیشتری تولید می‌کند، اما گرمای بسیار بیشتری نیز ایجاد می‌کند که باعث کاهش بازده (لومن بر وات) و احتمالاً کوتاه شدن عمر می‌شود. این منحنی به طراحان کمک می‌کند تا خروجی را در برابر بازده و قابلیت اطمینان متعادل کنند.

5.4 شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال (شکل 3)

مانند اکثر ال‌ای‌دی‌ها، خروجی نور این دستگاه با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. نمودار نشان می‌دهد که شار نوری نسبی هنگامی که T_j به 115 درجه سلسیوس می‌رسد، به حدود 80٪ از مقدار آن در دمای اتاق کاهش می‌یابد. بنابراین مدیریت حرارتی مؤثر (مقاومت حرارتی پایین) برای حفظ خروجی نور پایدار حیاتی است._jreaches 115°C. Effective thermal management (low R_th) is therefore critical to maintaining stable light output.

5.5 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV) (شکل 4)

این مشخصه اساسی IV است. این منحنی رابطه نمایی در جریان‌های کم را نشان می‌دهد که در جریان کار نامی (~60mA) به رفتار مقاومتی بیشتری تبدیل می‌شود. شیب در ناحیه کارکرد مربوط به مقاومت دینامیکی ال‌ای‌دی است.

5.6 حداکثر جریان درایو در مقابل دمای لحیم کاری (شکل 5)

این منحنی کاهش رتبه برای قابلیت اطمینان حیاتی است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم مجاز را برای نگه داشتن دمای اتصال زیر حد 115 درجه سلسیوس آن، بر اساس دمای نقطه لحیم (که تحت تأثیر دمای PCB است) نشان می‌دهد. به عنوان مثال، اگر نقطه لحیم به 70 درجه سلسیوس برسد، حداکثر جریان پیوسته ایمن تقریباً به 45mA کاهش می‌یابد.

5.7 الگوی تابش (شکل 6)

نمودار قطبی الگوی تابش گسترده و شبیه لامبرتین با نیم‌زاویه معمول 120 درجه را تأیید می‌کند. شدت در یک ناحیه مرکزی گسترده تقریباً یکنواخت است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی ناحیه گسترده دارند به جای پرتو متمرکز مناسب می‌سازد.

6. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

6.1 ابعاد بسته‌بندی

ال‌ای‌دی در یک بسته‌بندی استاندارد PLCC-2 قرار دارد. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) عبارتند از:
- طول کلی: 2.0 میلی‌متر
- عرض کلی: 1.25 میلی‌متر
- ارتفاع کلی: 0.7 میلی‌متر
- فاصله پایه‌ها: 1.05 میلی‌متر (فاصله بین پدهای لحیم)
- ابعاد پد: تقریباً 0.6mm x 0.55mm
تمامی تلرانس‌های نامشخص ±0.1mm هستند. کاتد معمولاً توسط یک شکاف یا علامت سبز روی بسته‌بندی نشان داده می‌شود.

6.2 شناسایی قطبیت

قطبیت صحیح ضروری است. بسته‌بندی دارای یک نشانگر بصری (مانند گوشه پخ شده یا نقطه رنگی) برای نشان دادن ترمینال کاتد (-) است. طراحی جای پایه PCB باید این جهت‌گیری را منعکس کند.

7. دستورالعمل‌های لحیم کاری و مونتاژ

7.1 پارامترهای لحیم کاری رفلو

دستگاه برای لحیم کاری رفلو استاندارد مادون قرمز یا جابجایی رتبه‌بندی شده است. پروفایل توصیه شده دارای دمای پیک 260 درجه سلسیوس (+0/-5°C) اندازه‌گیری شده روی بدنه بسته است، با زمان بالای 240 درجه سلسیوس که از 10 ثانیه تجاوز نمی‌کند. یک چرخه رفلو واحد توصیه می‌شود.

7.2 لحیم کاری دستی

در صورت لزوم لحیم کاری دستی، باید با هویه کنترل دمایی که حداکثر دمای نوک آن روی 350 درجه سلسیوس تنظیم شده است، انجام شود. زمان تماس برای هر پایه باید به 3 ثانیه یا کمتر محدود شود تا از آسیب حرارتی به بسته پلاستیکی و اتصال داخلی چیپ جلوگیری شود.

7.3 شرایط نگهداری

به عنوان یک دستگاه حساس به رطوبت (MSD)، ال‌ای‌دی‌ها در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. پس از باز شدن کیسه مهر و موم شده، قطعات باید در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً 168 ساعت در <30°C/60%RH) استفاده شوند یا قبل از رفلو خشک شوند تا از آسیب \"پاپ کورن\" در حین لحیم کاری جلوگیری شود.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات ریل و نوار

قطعات روی نوار حامل برجسته برای ماشین‌های پیک و پلیس خودکار عرضه می‌شوند. ابعاد استاندارد ریل ارائه شده است (مثلاً ریل 13 اینچی). مقادیر موجود در هر ریل شامل 500، 1000، 1500، 2000، 2500، 3000، 3500 و 4000 قطعه است.

8.2 توضیح برچسب

برچسب ریل حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و تأیید است:
- P/N:شماره کامل محصول، که کدهای بین خاص برای شار، طول موج و ولتاژ را کدگذاری می‌کند.
- QTY:تعداد قطعات روی ریل.
- LOT No.:شماره دسته تولید برای کنترل کیفیت.

8.3 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

واحد ارسال شامل ریل قرار داده شده در داخل یک کیسه ضد رطوبت لمینت آلومینیومی همراه با جاذب رطوبت و کارت نشانگر رطوبت است. سپس کیسه مهر و موم می‌شود.

9. آزمایش قابلیت اطمینان

محصول تحت مجموعه جامعی از آزمایش‌های قابلیت اطمینان با سطح اطمینان 90٪ و LTPD 10٪ (درصد معیوب قابل تحمل دسته) قرار می‌گیرد. موارد آزمایش کلیدی شامل:
- مقاومت لحیم کاری رفلو:260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه.
- شوک حرارتی:200 چرخه بین 10- درجه سلسیوس و 100+ درجه سلسیوس.
- چرخه دمایی:200 چرخه بین 40- درجه سلسیوس و 100+ درجه سلسیوس.
- ذخیره‌سازی و کارکرد در دمای بالا/رطوبت بالا:1000 ساعت در 85 درجه سلسیوس/85%RH.
- ذخیره‌سازی در دمای بالا/پایین:1000 ساعت در 85 درجه سلسیوس و 40- درجه سلسیوس.
- عمر کارکرد در دمای بالا/پایین:1000 ساعت در دماهای مختلف (25°C, 55°C, 85°C, -40°C) تحت جریان‌های درایو مشخص شده.
این آزمایش‌ها پایداری بلندمدت و استحکام ال‌ای‌دی تحت تنش‌های محیطی و عملیاتی شدید را تأیید می‌کنند.

10. ملاحظات طراحی کاربرد

10.1 مدیریت حرارتی

با مقاومت حرارتی (R_th J-S) 50 درجه سلسیوس بر وات، مدیریت گرما بسیار مهم است. برای کارکرد پیوسته در 60mA (V_F ~2.5V, P_d ~150mW)، اتصال 7.5 درجه سلسیوس داغ‌تر از نقطه لحیم خواهد بود. از یک PCB با وایاهای حرارتی کافی و مساحت مسی زیر پدها برای دفع گرما به محیط اطراف استفاده کنید. برای تنظیم حداکثر جریان بر اساس دمای مورد انتظار PCB به منحنی کاهش رتبه (شکل 5) مراجعه کنید._{th J-S}) of 50°C/W, managing heat is paramount. For continuous operation at 60mA (V_F~2.5V, P_d~150mW), the junction will be 7.5°C hotter than the solder point. Use a PCB with adequate thermal vias and copper area under the pads to dissipate heat to the ambient environment. Refer to the derating curve (Fig.5) to adjust maximum current based on the expected PCB temperature.

10.2 درایو الکتریکی

همیشه ال‌ای‌دی‌ها را با یک منبع جریان ثابت درایو کنید، نه ولتاژ ثابت. این امر خروجی نور پایدار را تضمین می‌کند و از فرار حرارتی جلوگیری می‌کند. درایور باید برای تطبیق با محدوده ولتاژ مستقیم بین (2.0V تا 2.9V) طراحی شود. برای تنظیم نور، پیاده‌سازی مدولاسیون عرض پالس (PWM) را در نظر بگیرید تا از تغییر رنگ مرتبط با تنظیم نور آنالوگ (کاهش جریان) جلوگیری شود.

10.3 ادغام نوری

زاویه دید گسترده 120 درجه ممکن است در صورت نیاز به پرتو هدایت‌شده‌تر، نیاز به اپتیک ثانویه (عدسی‌ها، پخش‌کننده‌ها) داشته باشد. لنز رزین شفاف مانند آب جذب نور را به حداقل می‌رساند. برای آرایه‌های چند ال‌ای‌دی، فاصله کافی را برای جلوگیری از جفت‌شدگی حرارتی بین دستگاه‌های مجاور تضمین کنید.

11. مقایسه و تمایز فنی

این ال‌ای‌دی میان‌قدرت یک جایگاه خاص را اشغال می‌کند. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های نشانگر کم‌قدرت، شار تابشی به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد و برای روشنایی پیوسته طراحی شده است. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های پرتوان، در جریان پایین‌تری کار می‌کند و بسته‌بندی ساده‌تری بدون PCB با هسته فلزی دارد که آن را برای کاربردهایی که نیاز به نقاط نور توزیع‌شده زیادی دارند، مقرون به صرفه‌تر می‌سازد. تمایزهای کلیدی آن ترکیب بازده قرمز عمیق AlGaInP، بسته‌بندی استاندارد PLCC-2 برای سهولت تولید و دسته‌بندی جامع ANSI برای یکنواختی رنگ است.

12. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را به طور پیوسته در 120mA درایو کنم؟
ج: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 60mA است. مقدار 120mA فقط برای کارکرد پالسی است (چرخه کاری 10٪، عرض پالس 10 میلی‌ثانیه). تجاوز از رتبه جریان پیوسته باعث گرم شدن بیش از حد اتصال می‌شود که منجر به کاهش سریع لومن و خرابی زودرس می‌شود.

س: تفاوت بین توان تابشی (میلی‌وات) و شار نوری (لومن) چیست؟
ج: توان تابشی کل توان نوری منتشر شده را بر حسب وات اندازه‌گیری می‌کند. شار نوری توان درک شده نور را که برای حساسیت چشم انسان (منحنی فوتوپیک) تنظیم شده است، اندازه‌گیری می‌کند. برای ال‌ای‌دی‌های قرمز عمیق، مقدار شار نوری نسبتاً پایین خواهد بود زیرا چشم انسان به نور قرمز حساسیت کمتری دارد، اما توان تابشی (مهم برای رشد گیاه یا سنجش) بالا است.

س: چگونه کد محصول 67-21S/NDR2C-P5080B2C12029Z6/2T را تفسیر کنم؟
ج: کد، نوع بسته‌بندی (67-21S)، رنگ (NDR = قرمز عمیق) و کدهای بین خاص برای پارامترهای مختلف (مانند B2 برای شار، C1 برای شار، 29 برای ولتاژ، Z6 برای طول موج) را کدگذاری می‌کند. رمزگشایی دقیق باید با نمودار کد بین سازنده تأیید شود.

س: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟
ج: برای یک ال‌ای‌دی منفرد روی یک PCB استاندارد FR4 با مس متوسط، ممکن است در 60mA هیت‌سینک اختصاصی لازم نباشد. با این حال، برای آرایه‌های ال‌ای‌دی یا کارکرد در دمای محیط بالا، تحلیل حرارتی مورد نیاز است. منحنی کاهش رتبه (شکل 5) راهنمایی ارائه می‌دهد. بهبود طراحی حرارتی PCB اغلب مؤثرتر از افزودن یک هیت‌سینک جداگانه به چنین بسته کوچکی است.

13. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک میله نورپردازی مکمل برای کشت کاهوی داخلی. میله 1 متر طول دارد و نیاز به پوشش یکنواخت نور قرمز عمیق (660 نانومتر) برای تحریک فتوسنتز دارد.

مراحل طراحی:
1. شدت روشنایی هدف:تعیین چگالی شار فوتون فتوسنتزی (PPFD) مورد نیاز در سطح تاج گیاه.
2. انتخاب ال‌ای‌دی:این ال‌ای‌دی، در بین DA3 (670-660 نانومتر)، به دلیل تطابق طیفی آن با پیک‌های جذب کلروفیل ایده‌آل است.
3. طراحی آرایه:محاسبه تعداد ال‌ای‌دی‌های مورد نیاز بر اساس خروجی تابشی هر ال‌ای‌دی (مثلاً 70mW از بین B4) و بازده سیستم نوری. آن‌ها را به طور یکنواخت در طول میله فاصله دهید.
4. طراحی حرارتی:ال‌ای‌دی‌ها را روی یک PCB آلومینیومی (MCPCB) نصب کنید تا گرمای جمعی از آرایه مدیریت شود و دمای نقطه لحیم پایین نگه داشته شود تا خروجی نور و طول عمر به حداکثر برسد (مطابق شکل‌های 3 و 5).
5. طراحی درایور:از یک درایور جریان ثابت استفاده کنید که قادر به تأمین جریان کل (تعداد ال‌ای‌دی‌ها * 60mA) با تطابق ولتاژی باشد که مجموع حداکثر V_F رشته سری را پوشش می‌دهد. کنترل PWM برای تنظیم نور روزانه را شامل شود._Fof the series string. Include PWM dimming for daily light integral control.

14. اصل کارکرد

این ال‌ای‌دی بر اساس ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ روشن شدن دیود (~2.0V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ترتیب از لایه‌های نوع n و نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. آن‌ها به صورت تابشی ترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. انرژی گاف نواری خاص آلیاژ AlGaInP طول موج فوتون‌های منتشر شده را تعیین می‌کند که در طیف قرمز عمیق (680-650 نانومتر) است. لنز رزین اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

15. روندهای فناوری

روند در ال‌ای‌دی‌های میان‌قدرت مانند این، به سمت افزایش مداوم بازده (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات الکتریکی ورودی) و بهبود قابلیت اطمینان در دمای کارکرد بالاتر است. پیشرفت‌ها در رشد اپیتاکسیال و طراحی چیپ به کاهش افت بازده (کاهش بازده در جریان‌های بالاتر) ادامه می‌دهند. نوآوری‌های بسته‌بندی بر بهبود مسیرهای حرارتی برای کاهش R_th و استفاده از رزین‌های مقاوم‌تر و با دمای بالا متمرکز هستند. علاوه بر این، تلرانس‌های دسته‌بندی سخت‌گیرانه‌تر در حال تبدیل شدن به استاندارد برای برآوردن نیازهای کاربردهای حساس به رنگ در باغبانی و نورپردازی معماری باکیفیت هستند، جایی که یکنواختی در هزاران ال‌ای‌دی ضروری است._thand using more robust, high-temperature resins. Furthermore, tighter binning tolerances are becoming standard to meet the demands of color-critical applications in horticulture and high-end architectural lighting, where consistency across thousands of LEDs is essential.