فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیهای کلیدی
- 1.2 کاربردهای هدف
- 2. بررسی عمیق مشخصات فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب (فام)
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 ابعاد کلی
- 4.2 مشخصات بستهبندی
- 5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 شکلدهی پایهها
- 5.2 فرآیند لحیمکاری
- 5.3 نگهداری و جابجایی
- 5.4 تمیزکاری
- 6. ملاحظات کاربردی و طراحی
- 6.1 طراحی مدار درایو
- 6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 6.3 مدیریت حرارتی
- 7. منحنیهای عملکرد و ویژگیهای معمول
1. مرور کلی محصول
LTL-R42NGYADH229Y یک قطعه نشانگر مدار چاپی (CBI) است که برای یکپارچهسازی آسان در بردهای مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. این قطعه شامل یک نگهدارنده پلاستیکی سیاه زاویهدار (محفظه) است که با یک لامپ LED خاص جفت میشود. این طراحی بخشی از خانوادهای از نشانگرهاست که در پیکربندیهای مختلف، از جمله جهتدهی رو به بالا (فاصلهانداز) یا زاویهدار موجود است و میتواند در آرایههای افقی یا عمودی چیده شود. طبیعت انباشتپذیر محفظه، مونتاژ آسان را در کاربردهایی که نیازمند چندین نشانگر هستند، تسهیل میکند.
1.1 ویژگیهای کلیدی
- بهینهسازی شده برای سهولت مونتاژ و نصب روی برد مدار.
- جنس محفظه سیاه، نسبت کنتراست بصری را افزایش میدهد و نشانگر روشن را متمایزتر میکند.
- دارای یک لنز پخششونده سبز بر روی یک منبع نور زردسبز.
- مصرف توان پایین را همراه با بازده نوری بالا ارائه میدهد.
- به عنوان یک محصول بدون سرب تولید شده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
- از یک تراشه نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان منبع نور استفاده میکند که در یک پکیج با قطر T-1 (3 میلیمتر) قرار دارد.
1.2 کاربردهای هدف
این لامپ LED برای طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی، از جمله کاربردها در رایانهها، دستگاههای ارتباطی، الکترونیک مصرفی و تجهیزات صنعتی مناسب است. عملکرد اصلی آن به عنوان نشانگر وضعیت یا برق است.
2. بررسی عمیق مشخصات فنی
2.1 حداکثر مقادیر مطلق
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.
- اتلاف توان (Pd):حداکثر 52 میلیوات. این کل توانی است که دستگاه میتواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند.
- جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلیآمپر، فقط در شرایط پالسی مجاز است (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 0.1 میلیثانیه).
- جریان مستقیم پیوسته (IF):حداکثر 20 میلیآمپر DC.
- کاهش جریان:بالاتر از دمای محیط (TA) 30 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان مستقیم مجاز باید به صورت خطی با نرخ 0.27 میلیآمپر به ازای هر درجه سانتیگراد کاهش یابد.
- محدوده دمای عملیاتی:30- درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد.
- محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد.
- دمای لحیمکاری پایهها:حداکثر 260 درجه سانتیگراد به مدت 5 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 2.0 میلیمتر (0.079 اینچ) از بدنه LED.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
مشخص شده در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتیگراد، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند.
- شدت نور (IV):8.7 میلیکندلا (حداقل)، 19 میلیکندلا (معمول)، 50 میلیکندلا (حداکثر) در جریان مستقیم (IF) 10mA. توجه داشته باشید که یک تلرانس تست ±15٪ بر این مقادیر اعمال میشود.
- زاویه دید (2θ1/2):100 درجه (معمول). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (مرکزی) خود کاهش مییابد.
- طول موج اوج تابش (λP):572 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن خروجی طیفی قویترین است.
- طول موج غالب (λd):566 نانومتر (حداقل)، 569 نانومتر (معمول)، 574 نانومتر (حداکثر) در IF=10mA. این طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درکشده نور را نشان میدهد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این نشاندهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است.
- ولتاژ مستقیم (VF):2.0 ولت (حداقل)، 2.5 ولت (معمول) در IF=10mA.
- جریان معکوس (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت.مهم:این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط تست فقط برای مشخصهیابی است.
3. توضیح سیستم دستهبندی
برای اطمینان از یکنواختی در کاربردها، LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی مرتب (دستهبندی) میشوند. LTL-R42NGYADH229Y از دو معیار اصلی دستهبندی استفاده میکند.
3.1 دستهبندی شدت نور
LEDها بر اساس شدت نور اندازهگیری شده در IF=10mA در دستهها طبقهبندی میشوند. هر دسته دارای تلرانس ±15٪ بر روی محدودیتهای خود است.
- L3:8.7 میلیکندلا تا 12.6 میلیکندلا
- L2:12.6 میلیکندلا تا 19 میلیکندلا
- L1:19 میلیکندلا تا 29 میلیکندلا
- M1:29 میلیکندلا تا 50 میلیکندلا
کد دسته خاص (مثلاً L2) روی بستهبندی محصول علامتگذاری شده است.
3.2 دستهبندی طول موج غالب (فام)
LEDها همچنین بر اساس طول موج غالب برای کنترل یکنواختی رنگ مرتب میشوند. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.
- H06:566.0 نانومتر تا 568.0 نانومتر
- H07:568.0 نانومتر تا 570.0 نانومتر
- H08:570.0 نانومتر تا 572.0 نانومتر
- H09:572.0 نانومتر تا 574.0 نانومتر
4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 ابعاد کلی
دستگاه دارای طراحی سوراخدار زاویهدار است. ماده اصلی محفظه پلاستیک سیاه است. قطعه LED خود دارای قطر T-1 (3 میلیمتر) است. در این شماره قطعه خاص (LTL-R42NGYADH229Y)، موقعیت LED1 در نگهدارنده خالی است، در حالی که موقعیت LED2 با یک تراشه زردسبز AlInGaP که توسط یک لنز پخششونده سبز پوشانده شده است، پر شده است. تمام تلرانسهای ابعادی ±0.25 میلیمتر (0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن در نقشه ابعادی مشخص شده باشد (برای نقشه دقیق به دیتاشیت مراجعه کنید).
4.2 مشخصات بستهبندی
LEDها در بستهبندی مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار عرضه میشوند. روش دقیق بستهبندی (مثلاً نوار و قرقره، فله) و مقادیر در بخش مشخصات بستهبندی دیتاشیت تعریف شده است. کدهای طبقهبندی دسته به وضوح روی کیسههای بستهبندی برای ردیابی علامتگذاری شدهاند.
5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
5.1 شکلدهی پایهها
اگر نیاز به خم کردن پایهها باشد، این کار بایدقبل ازلحیمکاری و در دمای اتاق انجام شود. خم باید در نقطهای حداقل 3 میلیمتر دور از پایه لنز/نگهدارنده LED ایجاد شود. پایه فریم پایه نباید به عنوان تکیهگاه در حین خم شدن استفاده شود تا از تنش روی اتصال داخلی تراشه جلوگیری شود.
5.2 فرآیند لحیمکاری
حداقل فاصله 2 میلیمتر باید بین پایه لنز/نگهدارنده و اتصال لحیم حفظ شود. لنز هرگز نباید در لحیم غوطهور شود.
- هویه:حداکثر دما 350 درجه سانتیگراد. حداکثر زمان لحیمکاری 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
- لحیمکاری موجی:حداکثر دمای پیشگرم 120 درجه سانتیگراد تا 100 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 5 ثانیه. موقعیت غوطهوری نباید کمتر از 2 میلیمتر از پایه لنز اپوکسی باشد.
هشدار:تجاوز از دما یا زمان توصیه شده میتواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعهبار LED شود.
5.3 نگهداری و جابجایی
برای نگهداری طولانیمدت خارج از بستهبندی اصلی، توصیه میشود LEDها در یک ظرف دربسته با ماده خشککننده یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. LEDهای خارج شده از بستهبندی ترجیحاً باید ظرف سه ماه استفاده شوند. محیط نگهداری توصیه شده از 30 درجه سانتیگراد و 70٪ رطوبت نسبی تجاوز نمیکند.
5.4 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط از حلالهای مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.
6. ملاحظات کاربردی و طراحی
6.1 طراحی مدار درایو
LEDها دستگاههای جریانمحور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راهاندازی چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید میشودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدل مدار A). راهاندازی LEDها به صورت موازی بدون مقاومتهای جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمیشود، زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDها باعث تفاوتهای قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه روشنایی میشود.
6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
LED به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. کنترلهای مناسب ESD باید در حین جابجایی و مونتاژ اجرا شود:
- اپراتورها باید از مچبندهای زمینشده یا دستکشهای ضداستاتیک استفاده کنند.
- تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسههای نگهداری باید به درستی زمین شده باشند.
- از یونیزهکنندهها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کنید.
- یک ایستگاه کاری ایمن در برابر استاتیک با علائم مناسب حفظ کنید.
6.3 مدیریت حرارتی
در حالی که اتلاف توان پایین است (حداکثر 52 میلیوات)، رعایت منحنی کاهش جریان بالای 30 درجه سانتیگراد برای قابلیت اطمینان طولانیمدت بسیار مهم است. در صورت کار در نزدیکی محدودیتهای دمایی حداکثر، از جریان هوای کافی در کاربرد نهایی اطمینان حاصل کنید.
7. منحنیهای عملکرد و ویژگیهای معمول
دیتاشیت شامل منحنیهای عملکرد معمول است که بینش ارزشمندی برای طراحی ارائه میدهند. این نمودارها به صورت بصری رابطه بین پارامترهای کلیدی را در شرایط مختلف نشان میدهند. در حالی که نقاط داده منحنی خاص در اینجا فهرست نشدهاند، طراحان باید این منحنیها را برای موارد زیر بررسی کنند:
- شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش مییابد، معمولاً به صورت زیرخطی در جریانهای بالاتر.
- ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه I-V دیود را نشان میدهد.
- شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان میدهد.
- توزیع طیفی:نموداری که توان تابشی نسبی را در طول موجها نشان میدهد، حول طول موج اوج 572 نانومتر با نیمعرض معمول 15 نانومتر متمرکز شده است.
این منحنیها برای پیشبینی عملکرد در شرایط غیراستاندارد (مثلاً جریانهای درایو یا دمای محیط مختلف) و برای بهینهسازی طراحی برای کارایی و طول عمر ضروری هستند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |