مشخصات فنی LED زرد میان‌قدرت SMD مدل 67-21S - بسته‌بندی PLCC-2 - جریان 150mA - ولتاژ 2.8V - طول موج 590-600nm - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک دیود نورافشان (LED) میان‌قدرت نصب‌سطحی (SMD) در قالب بسته‌بندی PLCC-2 را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه با تابش نور زرد مشخص می‌شود که از طریق تراشه‌ای از جنس AlGaInP کپسوله شده در رزین شفاف آبی حاصل می‌شود. این LED برای کاربردهای روشنایی عمومی طراحی شده است که نیازمند تعادل بین عملکرد، بازده و اندازه فشرده هستند.

مزایای اصلی این LED شامل بازده نوری بالا، مصرف توان متوسط مناسب برای کاربردهای میان‌قدرت و زاویه دید گسترده 120 درجه است که توزیع نور یکنواختی را تضمین می‌کند. محصول مطابق با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی است، بدون سرب (Pb-free)، منطبق با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS)، مقررات اتحادیه اروپا REACH و الزامات بدون هالوژن (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). طراحی فشرده آن، این قطعه را به یک جزء ایده‌آل برای راه‌حل‌های روشنایی با محدودیت فضا تبدیل می‌کند.

1.1 کاربردهای هدف

حوزه‌های کاربرد اصلی این LED متنوع است و از ویژگی‌های رنگ و عملکرد آن بهره می‌برد. بازارهای کلیدی شامل روشنایی تزئینی و سرگرمی می‌شود که در آن خروجی زرد یکنواخت برای جلوه‌های زیبایی‌شناختی مطلوب است. همچنین برای کاربردهای روشنایی کشاورزی مناسب است، به‌طور بالقوه برای مراحل رشد خاص یا نوردهی مکمل. در نهایت، پروفایل عملکرد متعادل آن، کاربرد در روشنایی عمومی در محصولات مختلف مصرفی و تجاری را ممکن می‌سازد.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه تحت شرایطی که دمای نقطه لحیم‌کاری (T_Soldering) برابر 25 درجه سانتی‌گراد است، تعریف می‌شود. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• جریان مستقیم (I_F):150 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):300 میلی‌آمپر، تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 10 میلی‌ثانیه مجاز است.
• توان تلف شده (P_d):420 میلی‌وات.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):2000 ولت. قطعه نسبت به الکتریسیته ساکن حساس است و رعایت اقدامات احتیاطی صحیح برای کنترل ESD الزامی است. این مقدار برای مرجع است.
• دمای عملیاتی (T_opr):از 40- درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد.
• دمای انبارداری (T_stg):از 40- درجه سانتی‌گراد تا +100 درجه سانتی‌گراد.
• مقاومت حرارتی، از پیوند به نقطه لحیم‌کاری (R_{th J-S}):50 درجه سانتی‌گراد بر وات. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی است.
• حداکثر دمای پیوند (T_j):115 درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه را تحمل کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

عملکرد معمول در T_Soldering= 25°C و I_F= 150 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شود.

• شار نوری (Φ):از حداقل 11 لومن تا حداکثر 27 لومن متغیر است، با تلرانس معمولی ±11%.
• ولتاژ مستقیم (V_F):در جریان مشخص شده از 1.8 ولت تا 2.8 ولت متغیر است، با تلرانس معمولی ±0.1 ولت.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه، معمولی.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد از نظر روشنایی و مشخصات الکتریکی را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شار نوری

LEDها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در I_F=150mA دسته‌بندی می‌شوند. کدهای دسته (مانند L2, L3, M3, N3) یک محدوده حداقل و حداکثر شار نوری را تعریف می‌کنند. به عنوان مثال، دسته L2 محدوده 11-12 لومن را پوشش می‌دهد، در حالی که دسته N3 محدوده 24-27 لومن را پوشش می‌دهد. تلرانس درون هر دسته ±11% است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

قطعات همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم در I_F=150mA دسته‌بندی می‌شوند. کدهای دسته از 25 تا 34 نشان‌دهنده محدوده‌های ولتاژ در گام‌های 0.1 ولت هستند، از 1.8-1.9 ولت (دسته 25) تا 2.7-2.8 ولت (دسته 34). تلرانس ±0.1 ولت است.

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب

این پارامتر رنگ درک‌شده نور زرد را تعریف می‌کند. دو دسته مشخص شده است: Y53 (590-595 نانومتر) و Y54 (595-600 نانومتر). تلرانس اندازه‌گیری برای طول موج غالب/پیک ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین نمودار ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 توزیع طیفی

یک نمودار شدت نوری نسبی را در طول‌موج‌های تقریباً 520 نانومتر تا 680 نانومتر نشان می‌دهد. منحنی در ناحیه زرد (حدود 590-600 نانومتر) به اوج می‌رسد که دسته‌های طول موج غالب را تأیید می‌کند، با حداقل تابش در سایر بخش‌های طیف مرئی.

4.2 مشخصات حرارتی و الکتریکی

• ولتاژ مستقیم در مقابل دمای پیوند (شکل 1):نشان می‌دهد که چگونه V_Fبه صورت خطی با افزایش دمای پیوند (T_j) کاهش می‌یابد، که یک ویژگی رایج LEDها است. این موضوع برای طراحی درایور جریان ثابت مهم است.
• توان رادیومتریک نسبی در مقابل جریان مستقیم (شکل 2):رابطه زیرخطی بین خروجی نور و جریان درایو را نشان می‌دهد. بازده معمولاً در جریان‌های بسیار بالا کاهش می‌یابد.
• شار نوری نسبی در مقابل دمای پیوند (شکل 3):کاهش خروجی نور با افزایش T_jرا نشان می‌دهد و اهمیت مدیریت حرارتی برای حفظ روشنایی را برجسته می‌کند.
• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (شکل 4):منحنی استاندارد I-V برای یک دیود، که رابطه نمایی را نشان می‌دهد.
• حداکثر جریان مستقیم مجاز درایو در مقابل دمای لحیم‌کاری (شکل 5):یک منحنی کاهش رتبه (دریتینگ) که نشان می‌دهد حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز باید با افزایش دمای محیط/نقطه لحیم‌کاری کاهش یابد تا از تجاوز از T_j(max).
• جلوگیری شود.نمودار تابش (شکل 6):

یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را به تصویر می‌کشد، زاویه دید گسترده 120 درجه با الگوی نزدیک به لامبرت را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد نصب‌سطحی PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار دارد. نقشه ابعادی طول، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و سایر ویژگی‌های مکانیکی حیاتی را مشخص می‌کند. مگر خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس ابعادی ±0.15 میلی‌متر است. بسته‌بندی برای سازگاری با فرآیندهای اتوماتیک برداشت و قراردادن (پیک اند پلیس) و لحیم‌کاری ریفلو طراحی شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری

دستگاه برای فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری درجه‌بندی شده است: لحیم‌کاری ریفلو در دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه. رعایت این پروفایل‌ها برای جلوگیری از آسیب بسته‌بندی یا تخریب مواد داخلی ضروری است.

• 6.2 اقدامات احتیاطی انبارداری و جابه‌جاییحساسیت به ESD:
• محصول نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. در تمام مراحل مونتاژ و تست باید روش‌های صحیح جابه‌جایی ایمن در برابر ESD رعایت شود.حساسیت به رطوبت:
• قطعات در مواد مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی شده‌اند (کیسه‌های ضد رطوبت آلومینیومی با ماده جاذب رطوبت). کیسه نباید تا زمانی که محصولات برای استفاده در محیط تولید آماده نشده‌اند، باز شود. در صورت قرار گرفتن در معرض هوا، ممکن است نیاز به پخت (بیکینگ) طبق استانداردهای صنعتی باشد (اگرچه شرایط خاص در اینجا جزئیات داده نشده است).محافظت جریانی:

استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابت الزامی است. LEDها افزایش شدید جریان را با افزایش اندک ولتاژ فراتر از ولتاژ مستقیم خود نشان می‌دهند که در صورت کنترل صحیح می‌تواند منجر به فرار حرارتی و خرابی شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات ریل و نوار حامل

LEDها بر روی نوار حامل برجسته‌دار که روی ریل پیچیده شده‌اند، برای مونتاژ اتوماتیک عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل ابعاد ریل، عرض نوار، فاصله حفره‌ها و جهت پیشروی است. یک ریل استاندارد حاوی 4000 قطعه است. نقشه‌های دقیق برای ریل، نوار حامل و ابعاد نوار پوششی ارائه شده است، با تلرانس معمولاً ±0.1 میلی‌متر.

7.2 توضیح برچسب

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

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

• 8.1 ملاحظات طراحیمدیریت حرارتی:_{با مقاومت حرارتی (R}th J-S
• ) برابر 50 درجه سانتی‌گراد بر وات، هیت سینک مؤثر از طریق پدهای لحیم‌کاری حیاتی است، به ویژه هنگام کار در جریان حداکثر 150 میلی‌آمپر یا نزدیک به آن. برای کاربردهای با دمای محیط بالا باید به منحنی کاهش رتبه (شکل 5) مراجعه کرد.مدار درایو:
• همیشه از یک منبع جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری برای تنظیم جریان استفاده کنید. ولتاژ مستقیم هم دارای یک محدوده (1.8-2.8 ولت) و هم یک ضریب دمایی منفی است که طراحی‌های مبتنی بر ولتاژ را ناپایدار می‌کند.طراحی اپتیکال:

زاویه دید گسترده 120 درجه برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی وسیع بدون اپتیک ثانویه دارند، مفید است. برای پرتوهای متمرکز، باید اپتیک اولیه مناسب (عدسی) انتخاب شود.

8.2 دسته‌بندی برای یکنواختی کاربرد_Fبرای کاربردهایی که یکنواختی رنگ یا روشنایی حیاتی است (مانند آرایه‌های چند LED در روشنایی تزئینی)، مشخص کردن دسته‌های تنگ برای شار نوری (Φ)، ولتاژ مستقیم (V

) و طول موج غالب ضروری است. استفاده از LEDهای متعلق به یک دسته تولیدی یکسان می‌تواند یکنواختی را بیشتر افزایش دهد.

9. قابلیت اطمینان و تضمین کیفیت

مجموعه جامعی از تست‌های قابلیت اطمینان برای اطمینان از طول عمر و استحکام محصول تحت تنش‌های محیطی مختلف انجام می‌شود. تست‌ها با سطح اطمینان 90% و درصد نقص قابل تحمل دسته (LTPD) 10% انجام می‌شوند. حجم نمونه برای هر تست 22 قطعه است، با معیار پذیرش/رد 0/1.

9.1 موارد تست قابلیت اطمینان

برنامه تست شامل موارد زیر است: مقاومت در برابر لحیم‌کاری ریفلو، شوک حرارتی، چرخه دمایی، انبارداری دمای بالا/رطوبت بالا، کارکرد دمای بالا/رطوبت بالا، انبارداری دمای پایین، انبارداری دمای بالا و چندین تست عمر کارکرد دمای بالا/پایین تحت شرایط مختلف جریان و دما (مانند 150mA در 25°C، 55°C و 90mA در 85°C). این تست‌ها شرایط عملیاتی دنیای واقعی و پیری تسریع‌شده را شبیه‌سازی می‌کنند.

10. مقایسه و جایگاه فنی

به عنوان یک LED میان‌قدرت در بسته‌بندی PLCC-2، این دستگاه یک جایگاه خاص را اشغال می‌کند. در مقایسه با LEDهای کم‌قدرت (مانند بسته‌بندی‌های 0603، 0805)، خروجی نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد و آن را برای روشنایی اولیه مناسب می‌سازد، نه فقط نشانگر. در مقایسه با LEDهای پرقدرت (مانند بسته‌بندی‌های 1W، 3W روی PCBهای با هسته فلزی)، در جریان‌های پایین‌تری کار می‌کند و نیاز مدیریت حرارتی ساده‌تری دارد، که اغلب تنها از طریق مسیرهای PCB گرما را دفع می‌کند. تمایزهای کلیدی آن ترکیب بازده خوب، بسته‌بندی فشرده و استاندارد، زاویه دید گسترده و انطباق با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی است.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

11.1 جریان عملیاتی معمول چیست؟

مشخصات الکترواپتیکال در 150 میلی‌آمپر تعریف شده است که همچنین حداکثر جریان مستقیم پیوسته است. این نقطه تست استاندارد و نقطه عملیاتی توصیه‌شده برای دستیابی به شار نوری نامی است.

11.2 چرا استفاده از درایور جریان ثابت ضروری است؟_Fولتاژ مستقیم (V

) دارای پراکندگی تولید (1.8-2.8 ولت) است و با دما کاهش می‌یابد. درایو با ولتاژ ثابت باعث تغییرات زیاد در جریان و در نتیجه خروجی نور می‌شود، که ممکن است از محدوده حداکثر مطلق فراتر رفته و باعث خرابی شود. یک منبع جریان ثابت، روشنایی پایدار را تضمین کرده و از LED محافظت می‌کند.

11.3 چگونه کدهای دسته در یک سفارش را تفسیر کنم؟_Fشماره قطعه کامل شامل کدهایی برای شار نوری (مانند L8)، ولتاژ مستقیم (مانند 28) و طول موج غالب (مانند Y54) است. این یک دستگاه با شار بین 17-18 لومن، V

بین 2.1-2.2 ولت و طول موج بین 595-600 نانومتر را مشخص می‌کند. طراحان باید دسته‌هایی را انتخاب کنند که با طراحی مدارشان (برای ولتاژ) و نیازهای کاربرد (برای روشنایی و رنگ) مطابقت داشته باشد.

11.4 شرایط انبارداری قبل از استفاده چیست؟

قطعات نسبت به رطوبت حساس هستند. آن‌ها باید در کیسه‌های ضد رطوبت اصلی و بازنشده نگهداری شوند. پس از باز شدن، باید در یک بازه زمانی مشخص استفاده شوند یا طبق استانداردهای صنعتی مربوطه (مانند استانداردهای IPC/JEDEC) قبل از لحیم‌کاری ریفلو پخت شوند تا رطوبت جذب شده حذف شود و از پدیده \"پاپ کورن\" یا لایه‌لایه شدن جلوگیری شود.

12. مورد عملی طراحی و استفادهسناریو: طراحی یک رشته چراغ تزئینی زرد LED._Fیک طراح به 50 LED در هر رشته نیاز دارد. برای اطمینان از ظاهر یکنواخت، یک دسته شار نوری تنگ (مانند L7: 16-17 لومن) و یک دسته طول موج غالب واحد (Y54) را مشخص می‌کند. آن‌ها یک مدار درایور طراحی می‌کنند که جریان ثابت 150 میلی‌آمپر را تأمین می‌کند. با توجه به مقاومت حرارتی 50 درجه سانتی‌گراد بر وات، اطمینان حاصل می‌کنند که PCB زیر پدهای LED مساحت مسی کافی برای عمل به عنوان پخش‌کننده گرما دارد، به ویژه اگر چراغ‌ها در محفظه‌های بسته استفاده شوند. آن‌ها افت ولتاژ کل برای رشته سری را بر اساس حداکثر V

دسته (مانند دسته 34: 2.8 ولت) محاسبه می‌کنند تا منبع تغذیه به اندازه مناسب انتخاب شود. زاویه دید گسترده 120 درجه برای ایجاد یک اثر درخشان و پخش‌شده بدون نقاط داغ عالی است.

13. اصل عملکرد

نور از طریق الکترولومینسانس تولید می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم فراتر از پتانسیل داخلی دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی (متشکل از AlGaInP) تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور تابیده‌شده را تعریف می‌کند - در این مورد، زرد (590-600 نانومتر). کپسوله‌سازی با رزین شفاف آبی از تراشه محافظت می‌کند، پایداری مکانیکی فراهم می‌کند و الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

14. روندها و زمینه صنعت