دیتاشیت LED زرد میان‌قدرت SMD مدل 67-21S - پکیج PLCC-2 - 2.1-2.8 ولت - 70 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک LED میان‌قدرت نصب سطحی (SMD) در پکیج PLCC-2 را که نور زرد ساطع می‌کند، تشریح می‌نماید. طراحی شده برای کاربردهای روشنایی عمومی، این قطعه تعادلی از عملکرد، بازده و اندازه فشرده ارائه می‌دهد. دستگاه دارای زاویه دید گسترده است، با مواد بدون سرب ساخته شده و با استانداردهای زیست‌محیطی RoHS مطابقت دارد که آن را برای فرآیندهای مونتاژ الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

مزایای اصلی این LED شامل بازده نوری بالا و پروفایل مصرف توان متوسط آن است که امکان عملکرد کارآمد در سناریوهای مختلف روشنایی را فراهم می‌کند. فرم‌فاکتور فشرده PLCC-2 ادغام آسان در طراحی‌های PCB را تسهیل می‌کند، در حالی که زاویه دید گسترده 120 درجه توزیع یکنواخت نور را تضمین می‌نماید. مطابقت آن با دستورالعمل‌های بدون سرب و RoHS با مقررات زیست‌محیطی جهانی همسو است.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این LED به عنوان یک قطعه همه‌کاره مناسب برای بخش‌های مختلف روشنایی طراحی شده است. حوزه‌های کلیدی کاربرد آن شامل روشنایی تزئینی و تفریحی، جایی که ثبات رنگ و روشنایی حیاتی است، می‌باشد. همچنین در سیستم‌های روشنایی کشاورزی کاربرد دارد. علاوه بر این، تعیین کاربرد عمومی آن، آن را به انتخابی مطمئن برای چراغ‌های نشانگر، نور پس‌زمینه و سایر وظایف روشنایی متداول در الکترونیک مصرفی و صنعتی تبدیل می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تحلیل عینی عمیق

این بخش، تجزیه‌ای دقیق و عینی از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکرد دستگاه تحت شرایط آزمایش تعریف شده ارائه می‌دهد.

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدوده‌های حداکثر مطلق، حدود تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این محدوده‌ها در دمای نقطه لحیم‌کاری (T_Soldering) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. جریان مستقیم پیوسته (I_F) نباید از 70 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک (I_FP) 140 میلی‌آمپر تحت چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 10 میلی‌ثانیه مجاز است. حداکثر اتلاف توان (P_d) 200 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند در محدوده دمای محیط (T_opr) 40- تا 85+ درجه سلسیوس کار کند و در دمای ذخیره‌سازی (T_stg) بین 40- تا 100+ درجه سلسیوس نگهداری شود. مقاومت حرارتی از پیوند به نقطه لحیم‌کاری (R_th J-S) 50 درجه سلسیوس بر وات است و حداکثر دمای مجاز پیوند (T_j) 115 درجه سلسیوس می‌باشد. لحیم‌کاری باید از پروفایل‌های حرارتی دقیقی پیروی کند: لحیم‌کاری ریفلو در 260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 10 ثانیه، یا لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 3 ثانیه. یک نکته حیاتی تأکید می‌کند که محصول به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است و نیاز به اقدامات احتیاطی مناسب در هنگام جابجایی دارد.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

مشخصات الکترواپتیکال در دمای نقطه لحیم‌کاری (T_Soldering) = 25 درجه سلسیوس و جریان آزمایش (I_F) 60 میلی‌آمپر، که نمایانگر یک نقطه کار معمولی است، اندازه‌گیری می‌شوند. شار نوری (I_v) دارای محدوده معمولی از 8.5 لومن (حداقل) تا 13.0 لومن (حداکثر) است. ولتاژ مستقیم (V_F) معمولاً بین 2.1 ولت و 2.8 ولت قرار دارد. زاویه دید (2θ_1/2)، که به عنوان زاویه کامل در نصف شدت تعریف می‌شود، 120 درجه است. جریان معکوس (I_R) حداکثر 50 میکروآمپر تضمین می‌شود هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود. تلرانس‌های مهم ذکر شده است: شار نوری دارای تلرانس ±11% است و ولتاژ مستقیم دارای تلرانس ±0.1 ولت حول مقدار باین شده آن می‌باشد.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در دسته‌های مختلف (باین) دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد از نظر روشنایی و ویژگی‌های الکتریکی را برآورده می‌سازند.

3.1 باینینگ شار نوری

خروجی نوری در چندین کد باین (B7, B8, B9, L1, L2, L3) دسته‌بندی شده است که هر کدام محدوده خاصی از مقادیر حداقل و حداکثر شار نوری اندازه‌گیری شده در I_F=60mA را تعریف می‌کنند. به عنوان مثال، باین B7 محدوده 8.5 تا 9.0 لومن را پوشش می‌دهد، در حالی که باین L3 محدوده 12.0 تا 13.0 لومن را پوشش می‌دهد. تلرانس کلی برای شار نوری ±11% است.

3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در کدهای 28 تا 34 باین شده است که هر کدام نشان‌دهنده گامی 0.1 ولتی است. باین 28 محدوده 2.1V تا 2.2V را پوشش می‌دهد و باین 34 محدوده 2.7V تا 2.8V را پوشش می‌دهد. تلرانس برای ولتاژ مستقیم ±0.1V از محدوده باین شده است.

3.3 باینینگ طول موج غالب

رنگ زرد توسط طول موج غالب آن تعریف می‌شود. دو کد باین مشخص شده است: Y52 برای محدوده طول موج غالب 585 نانومتر تا 590 نانومتر، و Y53 برای 590 نانومتر تا 595 نانومتر. تلرانس اندازه‌گیری برای طول موج غالب/پیک ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینشی از نحوه رفتار LED تحت شرایط عملیاتی مختلف ارائه می‌دهند که برای طراحی مدار مقاوم و مدیریت حرارتی حیاتی است.

4.1 توزیع طیف

منحنی طیف ارائه شده، شدت نوری نسبی را در طول‌موج‌های تقریباً 540 نانومتر تا 640 نانومتر نشان می‌دهد. منحنی در ناحیه زرد (حدود 585-595 نانومتر) به اوج می‌رسد که باین‌های طول موج غالب را تأیید می‌کند، با انتشار حداقلی در سایر بخش‌های طیف مرئی.

4.2 منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول

چندین رابطه کلیدی نشان داده شده است: شکل 1 نشان می‌دهد که تغییر ولتاژ مستقیم به صورت خطی با افزایش دمای پیوند از 25 درجه سلسیوس به 115 درجه سلسیوس کاهش می‌یابد. شکل 2 افزایش توان تابشی نسبی را به صورت زیرخطی با افزایش جریان مستقیم به تصویر می‌کشد. شکل 3 نشان می‌دهد که شار نوری نسبی با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد که یک مشخصه حرارتی رایج در LEDها است. شکل 4 رابطه جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد که برای طراحی درایور ضروری است. شکل 5 یک منحنی کاهش رتبه (دریتینگ) ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای نقطه لحیم‌کاری کاهش می‌یابد که برای طراحی حرارتی حیاتی است. شکل 6 یک نمودار تابش قطبی است که توزیع شدت فضایی را نشان می‌دهد و زاویه دید گسترده 120 درجه را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

یک نقشه ابعادی دقیق از پکیج PLCC-2 ارائه شده است. ابعاد کلیدی شامل طول کلی، عرض و ارتفاع، و همچنین فاصله و اندازه پدها می‌باشد. نقشه مشخص می‌کند که تلرانس پیش‌فرض برای ابعاد نامشخص ±0.15 میلی‌متر است. این اطلاعات برای طراحی جای پای PCB و اطمینان از قرارگیری صحیح در حین مونتاژ حیاتی است.

5.2 شناسایی قطبیت

اگرچه در متن به صراحت جزئیات داده نشده است، پکیج‌های استاندارد PLCC-2 معمولاً دارای یک نشانه کاتد (اغلب یک شکاف، نقطه یا گوشه پخ‌خورده) برای شناسایی قطبیت هستند. طراحان باید برای تأیید طرح نشانه‌گذاری دقیق این قطعه خاص، به نقشه پکیج مراجعه کنند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

دیتاشیت به صراحت پروفایل حرارتی حداکثر برای لحیم‌کاری را بیان می‌کند: قطعه می‌تواند در طول لحیم‌کاری ریفلو، دمای پیک 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 10 ثانیه تحمل کند. برای لحیم‌کاری دستی، حد مجاز 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه است. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است به ساختار داخلی LED یا پکیج پلاستیکی آسیب برساند.

6.2 اقدامات احتیاطی نگهداری و جابجایی

دستگاه به رطوبت حساس است. کیسه مقاوم در برابر رطوبت نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. قبل از باز کردن، شرایط نگهداری باید ≤ 30°C و ≤ 90% رطوبت نسبی باشد. پس از باز کردن، قطعات دارای "عمر مفید در محیط کارخانه" 168 ساعت (7 روز) تحت شرایط ≤ 30°C و ≤ 60% رطوبت نسبی هستند. هر LED استفاده نشده باید مجدداً در یک بسته‌بندی ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت مهر و موم شود. اگر زمان نگهداری مشخص شده بیش از حد باشد یا نشانگر جاذب رطوبت تغییر رنگ داده باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت (بیکینگ) برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "ترکیدن" (پاپ‌کورنینگ) در حین ریفلو است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

LEDها بر روی نوارهای حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند که سپس بر روی قرقره‌ها پیچیده می‌شوند. مقادیر استاندارد بارگیری شده در هر قرقره 250، 500، 1000، 2000، 3000 یا 4000 قطعه است. قرقره به همراه نوار داخل آن، درون یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت مهر و موم می‌شود.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد است: CPN (شماره محصول مشتری)، P/N (شماره محصول)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (رتبه شدت نوری، معادل باین شار نوری)، HUE (رتبه طول موج غالب)، REF (رتبه ولتاژ مستقیم)، و LOT No (شماره سری ساخت برای ردیابی).

7.3 ابعاد قرقره و نوار

نقشه‌های دقیق، ابعاد قرقره (قطر، عرض، اندازه هاب) و نوار حامل (فاصله پاکت، عرض، عمق) را مشخص می‌کنند. این ابعاد برای تنظیم ماشین‌های برداشت و جایگذاری خودکار مهم هستند. تلرانس این ابعاد معمولاً ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان و طراحی درایور

یک نکته طراحی حیاتی، نیاز به یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا یک درایور جریان ثابت است. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده و یک ضریب دمایی منفی است (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است). افزایش جزئی در ولتاژ تغذیه یا کاهش V_F ناشی از گرمایش، در صورت تغذیه مستقیم از یک منبع ولتاژ، می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود. درایور باید طوری طراحی شود که در محدوده‌های حداکثر مطلق عمل کند و منحنی کاهش رتبه (شکل 5) را برای دمای محیط بالا در نظر بگیرد.

8.2 مدیریت حرارتی

با مقاومت حرارتی (R_th J-S) 50 درجه سلسیوس بر وات، تخلیه حرارت مؤثر از طریق پدهای لحیم‌کاری برای حفظ عملکرد و طول عمر ضروری است. چیدمان PCB باید مساحت مسی کافی متصل به پدهای LED برای دفع حرارت فراهم کند. کار در دمای پیوند بالا، خروجی نوری را کاهش می‌دهد (شکل 3) و تخریب بلندمدت را تسریع می‌کند.

9. قابلیت اطمینان و تضمین کیفیت

دیتاشیت مجموعه جامعی از آزمایش‌های قابلیت اطمینان انجام شده با سطح اطمینان 90% و درصد تحمل قطعه معیوب در هر سری (LTPD) 10% را فهرست می‌کند. موارد آزمایش شامل مقاومت در لحیم‌کاری ریفلو، شوک حرارتی، چرخه دمایی، ذخیره‌سازی و کار در دمای بالا/رطوبت بالا، ذخیره‌سازی و کار در دمای پایین، و آزمایش عمر کار در دمای بالا تحت شرایط مختلف است. هر آزمایش دارای شرایط خاص (دما، رطوبت، جریان، مدت زمان) و حجم نمونه (22 قطعه) با معیارهای پذیرش تعریف شده (0 خرابی مجاز، 1 خرابی باعث رد سری می‌شود) می‌باشد. این داده‌ها اطمینان از استحکام قطعه تحت تنش‌های محیطی و عملیاتی معمول را فراهم می‌کنند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین باین‌های شار نوری و طول موج غالب چیست؟

باین‌های شار نوری (B7, L1 و غیره) خروجی نور مرئی کل (روشنایی) LED را دسته‌بندی می‌کنند. باین‌های طول موج غالب (Y52, Y53) رنگ درک شده یا فام نور زرد را دسته‌بندی می‌کنند. یک طراح باید هر دو را مشخص کند تا ثبات در روشنایی و رنگ در بین چندین واحد در یک کاربرد تضمین شود.

10.2 چگونه نمودار جریان مستقیم در مقابل دمای لحیم‌کاری (شکل 5) را تفسیر کنم؟

این یک منحنی کاهش رتبه (دریتینگ) است. نشان می‌دهد که حداکثر جریان مستقیم پیوسته ایمنی که LED می‌تواند تحمل کند، با افزایش دمای نقاط لحیم‌کاری آن کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، اگر طراحی PCB باعث شود اتصالات لحیم‌کاری LED به 85 درجه سلسیوس برسد، حداکثر جریان درایو به طور قابل توجهی کمتر از رتبه حداکثر مطلق 70 میلی‌آمپر مشخص شده در 25 درجه سلسیوس است. این نمودار باید برای طراحی حرارتی برای جلوگیری از گرمای بیش از حد استفاده شود.

10.3 "عمر مفید در محیط کارخانه" به چه معناست و چرا مهم است؟

عمر مفید در محیط کارخانه، حداکثر زمانی است که LEDهای حساس به رطوبت می‌توانند در معرض شرایط محیطی کارخانه (پس از باز شدن کیسه مهر و موم شده) قرار گیرند قبل از اینکه باید لحیم‌کاری یا مجدداً پخته شوند. تجاوز از این زمان می‌تواند اجازه دهد رطوبت به داخل پکیج پلاستیکی جذب شود. در طول گرمای زیاد لحیم‌کاری ریفلو، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک‌خوردگی ("ترکیدن" یا پاپ‌کورنینگ) شود که منجر به خرابی فوری یا نهفته می‌گردد.