مشخصات فنی لامپ LED سوراخ‌دار T-1 3 میلی‌متری - آبی و قرمز با پخش‌کننده سفید - ولتاژ 2.9V/1.9V - توان 70mW/52mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ نشانگر LED سوراخ‌دار را شرح می‌دهد. این قطعه در پکیج متداول T-1 (قطر 3 میلی‌متر) ارائه می‌شود و با ترکیب چیپ LED آبی یا قرمز با یک لنز پخش‌کننده سفید مشخص می‌شود. این انتخاب طراحی با هدف ارائه خروجی نوری یکنواخت و پخش‌شده مناسب برای نشان‌دادن وضعیت در کاربردهای مختلف انجام شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

مزایای اصلی این لامپ LED شامل مصرف توان پایین و بازدهی بالا است که آن را برای طراحی‌های مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد. این قطعه با مواد بدون سرب ساخته شده و با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS مطابقت دارد. فرم‌فاکتور T-1 یک استاندارد صنعتی پذیرفته‌شده است که تضمین‌کننده سازگاری با طرح‌های PCB موجود و فرآیندهای تولید است. ادغام لنز پخش‌کننده سفید بر روی چیپ رنگی به نرم‌کردن و پخش نور کمک کرده، تابش خیره‌کننده را کاهش داده و یک نشانگر زیباتر ایجاد می‌کند.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این قطعه برای نشان‌دادن وضعیت عمومی طراحی شده است. حوزه‌های کاربردی متداول آن شامل تجهیزات ارتباطی (مانند روترها، مودم‌ها)، لوازم جانبی کامپیوتر، الکترونیک مصرفی و لوازم خانگی می‌شود. قابلیت اطمینان و سادگی طراحی سوراخ‌دار، آن را به انتخابی رایج برای کاربردهایی که نیازمند بازخورد بصری واضح و بادوام هستند، تبدیل کرده است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی که محدوده عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند، ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• توان اتلافی (Pd):آبی: 70 میلی‌وات، قرمز: 52 میلی‌وات. این پارامتر که وابسته به تکنولوژی چیپ است، حداکثر انرژی حرارتی را که پکیج در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد می‌تواند تحمل کند، تعیین می‌نماید.
• جریان مستقیم:جریان مستقیم DC پیوسته برای هر دو رنگ در 20 میلی‌آمپر ریت شده است. جریان مستقیم پیک بالاتر 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه) مجاز است.
• محدوده‌های دمایی:محدوده دمای کاری از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است. محدوده ذخیره‌سازی وسیع‌تر و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند دمای 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 5 ثانیه، هنگامی که در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED اندازه‌گیری می‌شود، تحمل کنند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی متداول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C, IF=5 mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شود) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (Iv):یک متریک کلیدی برای روشنایی. برای LED آبی، شدت متداول 110 میلی‌کاندلا (حداقل 38، حداکثر 310) است. برای LED قرمز، این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر و به طور متداول 495 میلی‌کاندلا (حداقل 110، حداکثر 880) است. محدوده وسیع حداقل-حداکثر نشان‌دهنده نیاز به دسته‌بندی است که بعداً مورد بحث قرار می‌گیرد.
• زاویه دید (2θ1/2):به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد. هر دو نسخه آبی و قرمز دارای زاویه دید متداول 45 درجه هستند که نسبتاً وسیع بوده و توسط لنز پخش‌کننده کمک می‌شود.
• طول موج:LED آبی دارای طول موج غالب متداول (λd) 471 نانومتر (محدوده 465-478 نانومتر) و طول موج پیک (λp) 468 نانومتر است. LED قرمز دارای λd معادل 624 نانومتر (محدوده 617-632 نانومتر) و λp معادل 632 نانومتر است.
• ولتاژ مستقیم (VF):آبی: به طور متداول 3.6 ولت (محدوده 2.9-3.6 ولت). قرمز: به طور متداول 2.7 ولت (محدوده 1.9-2.7 ولت). این تفاوت برای طراحی مدار حیاتی است، به ویژه هنگام راه‌اندازی LEDهای با رنگ‌های مختلف به صورت موازی.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در VR=5V. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاه برای کارکرد معکوس طراحی نشده است؛ این آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. این دستگاه از دو معیار اصلی دسته‌بندی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 5 میلی‌آمپر دسته‌بندی می‌شوند. جداول دسته‌بندی جداگانه‌ای برای LEDهای آبی و قرمز وجود دارد که هر کدام دارای کدهای الفبایی-عددی هستند (به عنوان مثال، BC, DE, FG برای آبی؛ FG, HJ, KL برای قرمز). هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر شدت نور تعریف شده است. به عنوان مثال، یک LED آبی در دسته \"FG\" دارای شدت نور بین 110 تا 180 میلی‌کاندلا خواهد بود. یک تلرانس ±15٪ به هر حد دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها همچنین بر اساس طول موج رنگ غالب دسته‌بندی می‌شوند. LEDهای آبی همگی در یک دسته واحد \"1\" که محدوده 465-478 نانومتر را پوشش می‌دهد، گروه‌بندی شده‌اند. LEDهای قرمز در دسته \"2\" که محدوده 617-632 نانومتر را پوشش می‌دهد، گروه‌بندی شده‌اند. تلرانس برای حدود دسته طول موج، مقدار دقیق ±1 نانومتر است که تضمین‌کننده ثبات رنگ خوب در هر گروه است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که PDF به منحنی‌های متداول اشاره می‌کند، تحلیل آن‌ها بر اساس رفتار استاندارد LED است. منحنی ولتاژ مستقیم (VF) در مقابل جریان مستقیم (IF) یک رابطه نمایی را نشان می‌دهد که در آن LED قرمز دارای ولتاژ زانو پایین‌تری نسبت به LED آبی است. منحنی شدت نور در مقابل جریان مستقیم به طور کلی در محدوده کاری عادی خطی است اما در جریان‌های بالاتر اشباع خواهد شد. منحنی شدت در مقابل دمای محیط یک ضریب منفی نشان می‌دهد، به این معنی که خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد. منحنی توزیع طیفی یک پیک واحد در اطراف λp مشخص شده برای هر رنگ نشان می‌دهد، که LED آبی دارای نیم‌عرض طیفی وسیع‌تری (Δλ معادل 25 نانومتر) در مقایسه با LED قرمز (Δλ معادل 20 نانومتر) است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

دستگاه مطابق با پکیج استاندارد LED گرد T-1 (3 میلی‌متر) است. ابعاد کلیدی شامل قطر لنز، ارتفاع کلی و فاصله پایه‌ها می‌شود. فاصله پایه‌ها در جایی که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند، اندازه‌گیری می‌شود. تلرانس‌ها به طور معمول ±0.25 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. یک یادداشت نشان می‌دهد که رزین بیرون‌زده زیر فلنج حداکثر 1.0 میلی‌متر است.

5.2 شناسایی قطبیت

LEDهای سوراخ‌دار معمولاً از طول پایه یا یک نقطه صاف روی فلنج لنز برای نشان‌دادن کاتد (پایه منفی) استفاده می‌کنند. پایه بلندتر معمولاً آند (+) است. طراحان باید برای نشانگر قطبیت خاص به نمونه فیزیکی یا نقشه دقیق مراجعه کنند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی است.

6.1 شرایط نگهداری

برای نگهداری طولانی‌مدت خارج از بسته‌بندی اصلی، محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70٪ توصیه می‌شود. برای دوره‌های طولانی، نگهداری در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا در محیط نیتروژن توصیه می‌شود.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها

خم‌کردن باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه لنز LED انجام شود تا از اعمال تنش بر روی اتصال داخلی دی جلوگیری شود. پایه قاب سیم‌پیچ نباید به عنوان تکیه‌گاه استفاده شود. فرم‌دهی باید در دمای اتاق و قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و پایه لنز حفظ شود. باید از فروبردن لنز در قلع لحیم اجتناب کرد.

• هویه لحیم‌کاری:حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه.
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرمایش تا حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 60 ثانیه. دمای موج قلع حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، زمان تماس حداکثر 5 ثانیه. موقعیت فروبردن نباید کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز باشد.
• نکته مهم:لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) برای این نوع محصول LED سوراخ‌دار نامناسب اعلام شده است. حرارت یا زمان بیش از حد می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط باید از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل برای تمیزکاری استفاده شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

جریان بسته‌بندی استاندارد به این صورت است: 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک. ده عدد از این کیسه‌ها در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند که در مجموع 5000 قطعه می‌شود. هشت کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند که نتیجه آن 40000 قطعه در هر کارتن بیرونی است. یادداشت روشن می‌کند که در هر محموله ارسالی، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.

8. توصیه‌های طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار راه‌انداز

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A در دیتاشیت). راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ با یک مقاومت مشترک (مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDهای منفرد باعث تفاوت‌های قابل توجه در جریان و در نتیجه روشنایی خواهد شد.

8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. اقدامات پیشگیرانه شامل موارد زیر است: استفاده از مچ‌بند و ایستگاه‌های کاری زمین‌شده؛ به کارگیری یونیزه‌کننده‌ها برای خنثی‌سازی بار استاتیک روی لنز پلاستیکی؛ و اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام تجهیزات مدیریت. تمرکز بر آموزش اپراتور و گواهی برای مدیریت دستگاه‌های حساس به ESD پیشنهاد می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

ویژگی متمایزکننده کلیدی این محصول، استفاده از یک چیپ LED رنگی (آبی یا قرمز) با یک لنز پخش‌کننده سفید است. این در تضاد با LEDهای استانداردی است که از یک لنز شفاف یا رنگی مطابق با رنگ چیپ استفاده می‌کنند. پخش‌کننده سفید یک الگوی نوری یکنواخت‌تر، نرم‌تر و بالقوه وسیع‌تر برای دید ارائه می‌دهد که می‌تواند برای نشانگرهای پنل جلویی که در آن یک \"نقطه داغ\" از رنگ شدید نامطلوب است، ترجیح داده شود. پارامترهای الکتریکی برای LEDهای نشانگر سوراخ‌دار این سایز استاندارد هستند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 20mA راه‌اندازی کنم؟

جواب: بله، 20mA جریان مستقیم DC پیوسته ریت شده است. با این حال، برای طولانی‌ترین عمر و دمای اتصال پایین‌تر، راه‌اندازی در جریان پایین‌تری مانند 10mA یا 5mA اغلب برای اهداف نشان‌دادن کافی است.

سوال: چرا ولتاژ مستقیم برای آبی و قرمز متفاوت است؟

جواب: این به دلیل فیزیک بنیادی نیمه‌هادی‌ها است. LEDهای آبی معمولاً از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) ساخته می‌شوند که دارای انرژی گاف نواری بالاتری است و منجر به ولتاژ مستقیم بالاتر می‌شود. LEDهای قرمز معمولاً از آرسنید گالیم آلومینیوم (AlGaAs) یا مواد مشابه با گاف نواری پایین‌تر و در نتیجه ولتاژ مستقیم پایین‌تر ساخته می‌شوند.

سوال: برای منبع تغذیه 5V از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

جواب: با استفاده از قانون اهم: R = (V_supply - VF_LED) / I_LED. برای یک LED آبی (VF=3.6V) در 5mA: R = (5 - 3.6) / 0.005 = 280 اهم. برای یک LED قرمز (VF=2.7V) در 5mA: R = (5 - 2.7) / 0.005 = 460 اهم. همیشه از نزدیک‌ترین مقدار مقاومت استاندارد استفاده کنید و ریت توان را در نظر بگیرید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر چند وضعیتی برای یک سوئیچ شبکه.یک طراح ممکن است از یک LED آبی برای نشان‌دادن \"روشن بودن برق/سیستم فعال\" و از یک LED قرمز برای نشان‌دادن \"خطای شبکه\" استفاده کند. به دلیل پخش‌کننده سفید، هر دو نشانگر از پنل جلویی ظاهری مشابه و نرم خواهند داشت، حتی اگر رنگ‌های نور ساطع شده متفاوت باشند. طراح باید به دلیل ولتاژهای مستقیم متفاوت آن‌ها، از مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه برای هر LED استفاده کند. زاویه دید 45 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که وضعیت از طیف وسیعی از زوایا در یک واحد نصب‌شده در رک قابل مشاهده است. طراحی سوراخ‌دار امکان اتصال مکانیکی مستحکم به PCB را فراهم می‌کند که برای تجهیزاتی که ممکن است در حین حمل‌ونقل یا کار در معرض لرزش قرار گیرند، مهم است.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ (طول موج) نور ساطع شده توسط انرژی گاف نواری ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. در این دستگاه، نور اولیه از چیپ از طریق یک لنز اپوکسی که حاوی ذرات پخش‌کننده است، عبور می‌کند. این ذرات نور را پراکنده کرده، پرتو مستقیم را شکسته و یک الگوی انتشار یکنواخت‌تر، وسیع‌تر و کم‌تابش‌تر برای کاربر ایجاد می‌کنند.

13. روندهای فناوری

بازار نشانگر LED سوراخ‌دار بالغ است. روند کلی در LEDهای نشانگر به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر میلی‌آمپر)، مصرف توان پایین‌تر و قابلیت اطمینان بهبودیافته است. در حالی که LEDهای نصب‌شده روی سطح (SMD) به دلیل اندازه کوچک‌تر و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار، بر طراحی‌های جدید تسلط دارند، LEDهای سوراخ‌دار برای کاربردهایی که نیازمند استحکام مکانیکی بالاتر، نمونه‌سازی دستی آسان‌تر یا سازگاری با طرح‌های قدیمی موجود هستند، همچنان مرتبط باقی می‌مانند. استفاده از لنزهای پخش‌کننده برای بهبود کیفیت بصری، همانطور که در این محصول مشاهده می‌شود، یک رویکرد متداول برای ارتقای تجربه کاربری بدون تغییر تکنولوژی هسته پکیج است.