فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. شرح دقیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 3.1 دستهبندی شدت نور (کد CAT)
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب (کد HUE - گروه A)
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم (کد REF - گروه N)
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نسبی نورتابی در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 شدت نسبی نورتابی در مقابل دمای محیط
- 4.4 توزیع طیفی
- 4.5 نمودار تابش
- 4.6 منحنی کاهش جریان مستقیم
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی (P-LCC-2)
- 5.2 شناسایی قطبیت
- 5.3 طرح پیشنهادی چیدمان پد PCB
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 منحنی دمایی لحیم کاری بازجریانی
- 6.2 لحیم کاری دستی
- 6.3 حساسیت به رطوبت و ذخیرهسازی
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات نوار حامل (Taping)
- 7.2 اطلاعات برچسب
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی Light Guide Rod
- 8.3 نکات کلیدی طراحی مدار
- 9. مقایسه فنی و تمایزها
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10.1 هنگام استفاده از منبع تغذیه 5V، باید از مقاومت با مقدار اهمی چند استفاده کرد؟
- 10.2 آیا میتوان این LED را با منبع تغذیه 3.3V راهاندازی کرد؟
- 10.3 چرا محدوده شدت نور اینقدر وسیع است (mcd 565-225)؟
- 10.4 دما چگونه بر عملکرد تأثیر میگذارد؟
- 11. طراحی عملی و موارد استفاده
- 11.1 طراحی پنل نشانگر وضعیت چند LED
- 12. معرفی اجمالی اصول کار
- 13. روندها و پیشزمینههای فناوری
1. مرور کلی محصول
سری 67-21 دستهای از LEDهای دید از بالا هستند که از بستهبندی سطحنصب فشرده P-LCC-2 استفاده میکنند. این سری با هدف ارائه عملکرد نشانگر نوری قابل اعتماد برای طیف گستردهای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. قطعات دارای پنجره شفاف بیرنگ و بدنه بستهبندی سفید هستند که به بهبود بازده نوری و تطبیقپذیری زیباییشناختی آنها کمک میکند.
فلسفه طراحی هستهای آن ارائه زاویه دید گسترده است که از طریق هندسه بستهبندی بهینهشده و بازتابنده داخلی محقق میشود. این ویژگی، این LED را به ویژه برای کاربردهایی که از میلههای هدایت نور استفاده میکنند مناسب میسازد، زیرا در این کاربردها توزیع یکنواخت نور از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر این، این قطعه با جریان کاری پایین عمل میکند و آن را به انتخابی ایدهآل برای کاربردهای حساس به مصرف توان مانند دستگاههای قابل حمل و مبتنی بر باتری تبدیل میکند.
این سری رنگهای نوری متنوعی از جمله نارنجی ملایم، سبز، آبی و زرد ارائه میدهد. مدل خاصی که در این سند به تفصیل شرح داده شده است، LED آبی با استفاده از تراشه InGaN است. این محصول کاملاً با دستگاههای نصب خودکار و فرآیندهای استاندارد لحیمکاری بازجریانی گازی سازگار است و از تولید انبوه پشتیبانی میکند. محصول با طراحی بدون سرب، مطابق با استاندارد RoHS است.
2. شرح دقیق پارامترهای فنی
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این مقادیر نامی، محدودههای تنشی را تعریف میکنند که ممکن است منجر به آسیب دائمی قطعه شوند. عملکرد در این محدوده یا فراتر از آن تضمین نمیشود و باید در طراحی مدار از آن اجتناب کرد.
- ولتاژ معکوس (VR):5 V. تجاوز این ولتاژ در بایاس معکوس ممکن است منجر به شکست پیوند شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF):30 mA. حداکثر جریان DC که میتوان به طور پیوسته اعمال کرد.
- جریان مستقیم اوج (IFP):100 mA. تنها تحت شرایط پالس با چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
- مصرف توان (Pd):110 mW. حداکثر توان قابل اتلاف توسط بستهبندی، که با فرمول V محاسبه میشود.F* منF.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD) HBM:1000 V. حساسیت دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک؛ رعایت رویههای صحیح عملیاتی الزامی است.
- دمای کاری (Topr):-40°C تا +85°C. محدوده دمای محیطی تضمین شده برای عملکرد مطمئن.
- دمای ذخیرهسازی (Tstg):۴۰- درجه سانتیگراد تا ۹۰+ درجه سانتیگراد.
- دمای لحیمکاری:دستگاه میتواند دمای اوج ۲۶۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۰ ثانیه برای لحیمکاری بازجریانی یا ۳۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۳ ثانیه برای لحیمکاری دستی را تحمل کند.
2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی
این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازهگیری شدهاند: دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس، جریان مستقیم (IF) 20 میلیآمپر، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. تلرانسها طبق مشخصات اعمال میشوند.
- شدت نور (Iv):محدوده از حداقل ۲۲۵ mcd تا حداکثر ۵۶۵ mcd با تلرانس معمولی ±۱۱٪. این روشنایی درکشده LED را تعریف میکند.
- زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (مقدار معمول). این زاویه کامل زمانی است که شدت نور به نصف مقدار اوج خود میرسد، که نشاندهنده الگوی انتشار بسیار گسترده آن است.
- طول موج اوج (λP):468 نانومتر (مقدار معمول). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی به حداکثر مقدار خود میرسد.
- طول موج غالب (λd):محدوده از 464.5 نانومتر تا 476.5 نانومتر، با تلرانس ±1 نانومتر. این طول موج با رنگ ادراک شده نور مطابقت دارد.
- پهنای باند طیفی (Δλ):25 نانومتر (مقدار معمول). عرض طیف انتشار در نصف حداکثر توان آن.
- ولتاژ مستقیم (VF):در 20 میلیآمپر، از 2.70 ولت تا 3.70 ولت، با تلرانس ±0.1 ولت. این افت ولتاژ دو سر LED هنگام روشن شدن است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 50 μA در ولتاژ معکوس 5V.
3. توضیح سیستم درجهبندی
برای اطمینان از یکنواختی درخشندگی، رنگ و ویژگیهای الکتریکی، LEDها در درجات مختلف دستهبندی میشوند. کد دستگاه خاص (به عنوان مثال، /B7C-AS2U1N/2T) شامل این کدهای درجهبندی است.
3.1 دستهبندی شدت نور (کد CAT)
LEDها بر اساس شدت نوری که در جریان 20 mA اندازهگیری میشود، گروهبندی میشوند.
- S2:225 - 285 mcd
- T1:285 - 360 mcd
- T2:360 - 450 mcd
- U1:450 - 565 mcd
3.2 دستهبندی طول موج غالب (کد HUE - گروه A)
برای LED آبی، دستهبندی طول موج اصلی به شرح زیر است:
- A9:464.5 - 467.5 nm
- A10:467.5 - 470.5 nm
- A11:470.5 - 473.5 nm
- A12:473.5 - 476.5 nm
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم (کد REF - گروه N)
LEDها نیز بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها در جریان 20 میلیآمپر درجهبندی میشوند.
- 10:2.70 - 2.90 V
- ۱۱:۲.۹۰ - ۳.۱۰ ولت
- ۱۲:3.10 - 3.30 V
- 13:3.30 - 3.50 V
- 14:3.50 - 3.70 V
4. تحلیل منحنی عملکرد
منحنیهای مشخصهی معمولی، رفتار LED را تحت شرایط مختلف نشان میدهند.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
این نمودار رابطهی غیرخطی معمول دیود را نشان میدهد. ولتاژ مستقیم با افزایش جریان افزایش مییابد، در جریانهای بسیار کم حدود 2.6V و در 20mA به حدود 3.4V میرسد. این منحنی برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان حیاتی است.
4.2 شدت نسبی نورتابی در مقابل جریان مستقیم
شدت نور با افزایش جریان مستقیم افزایش مییابد، اما این رابطه خطی نیست. به دلیل افزایش دمای پیوند و کاهش بازده، منحنی در جریانهای بالاتر به سمت اشباع میل میکند. این موضوع اهمیت راهاندازی LED در جریان توصیهشده (20mA) یا نزدیک به آن را برای دستیابی به بهترین بازده برجسته میسازد.
4.3 شدت نسبی نورتابی در مقابل دمای محیط
خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش مییابد. نمودار نشان میدهد که در حداکثر دمای کاری +85°C، خروجی ممکن است به میزان قابل توجهی کمتر از دمای 25°C باشد. در کاربردهای با دمای محیط بالا، باید این کاهش حرارتی در نظر گرفته شود.
4.4 توزیع طیفی
طیفنگاری، گسیل نور آبی را تأیید میکند که پیک آن در حدود 468 نانومتر و پهنای باند معمول آن 25 نانومتر است. همانطور که از LED آبی مبتنی بر InGaN انتظار میرود، طیف تکرنگ است.
4.5 نمودار تابش
نمودار قطبی بهطور بصری زاویه دید گسترده 120 درجه را تأیید میکند و الگوی گسیلی شبیه به لامبرت را نشان میدهد، که در آن شدت نور در زوایای گسترده نسبتاً یکنواخت است قبل از آنکه با افزایش زاویه کاهش یابد.
4.6 منحنی کاهش جریان مستقیم
این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط تعیین میکند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاری کاهش مییابد تا از تجاوز از محدودیت اتلاف توان 110mW جلوگیری کرده و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین نماید.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی (P-LCC-2)
LED در بستهبندی سطحنصب (SMD) ارائه میشود. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه، فاصله پایهها و ارتفاع کلی است. تلرانس تمام ابعاد نامشخص ±0.1 میلیمتر است. این بستهبندی برای حفظ پایداری در طول فرآیند لحیمکاری مجدد (Reflow) طراحی شده و با نوار حامل (Carrier Tape) استاندارد 8 میلیمتری سازگار است.
5.2 شناسایی قطبیت
کاتد معمولاً از طریق نشانههای بصری روی بستهبندی شناسایی میشود، مانند شکاف (Notch)، نقطه (Dot) یا رنگ سبز در سمت کاتد حفره تراشه. در مونتاژ باید به قطبیت صحیح توجه شود تا از آسیب ناشی از بایاس معکوس جلوگیری گردد.
5.3 طرح پیشنهادی چیدمان پد PCB
توصیه میشود از طرحبندی پدی استفاده شود که بتواند ابعاد پکیج را در خود جای دهد و امکان تشکیل پروفیل مناسب لحیم را فراهم کند. طرحبندی پدها باید با پد حرارتی (در صورت وجود) و پدهای الکتریکی پکیج همتراز باشد تا اتصال مکانیکی و الکتریکی قابل اطمینان حاصل شود.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 منحنی دمایی لحیم کاری بازجریانی
این قطعه برای جوشکاری مجدد با بخار و مادون قرمز مناسب است. منحنی دمای استاندارد بدون سرب تعیین شده است که دمای اوج آن از 260 درجه سانتیگراد تجاوز نکرده و مدت زمان آن 10 ثانیه است. زمان بالاتر از خط مایع (مثلاً 217 درجه سانتیگراد) باید کنترل شود تا تنش حرارتی روی قطعه به حداقل برسد.
6.2 لحیم کاری دستی
در صورت ضرورت انجام جوشکاری دستی، دمای نوک هویه باید به 350 درجه سانتیگراد محدود شود و زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. از هویه کمتوان استفاده کرده و از اعمال تنش مکانیکی بر روی بستهبندی اجتناب کنید.
6.3 حساسیت به رطوبت و ذخیرهسازی
LED包装在带有干燥剂的防潮阻隔袋中,以防止吸湿,吸湿可能在回流焊期间导致“爆米花”现象。一旦密封袋打开,应在规定的时间范围内(例如,在<30°C/60%RH条件下168小时)使用元件,或根据标准IPC/JEDEC指南重新烘烤。
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات نوار حامل (Taping)
قطعات به صورت نوار حامل برجسته به عرض 8 میلیمتر ارائه میشوند. ابعاد قرقره و فاصلهی جیبها استاندارد شدهاند تا با فیدرهای خودکار سازگار باشند. تعداد استاندارد بارگذاری 2000 عدد در هر رول است و حداقل مقدار سفارش میتواند 250، 500، 1000 یا 2000 عدد باشد.
7.2 اطلاعات برچسب
برچسب ریل شامل اطلاعات کلیدی برای ردیابی و شناسایی است، از جمله: شماره قطعه (PN)، شماره قطعه مشتری (CPN)، تعداد (QTY)، شماره بچ، و کدهای دستهبندی خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج اصلی (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- الکترونیک خودرو:نور پسزمینه صفحهابزار، کلیدها و پنلهای کنترل.
- تجهیزات مخابراتی:چراغهای وضعیت و نور پسزمینه صفحهکلید در تلفن، دستگاه فکس و سختافزار شبکه.
- الکترونیک مصرفی:چراغهای نشانگر برق/وضعیت، نور پسزمینه نمایشگرهای LCD، نمادها و نور پسزمینه کلیدهای غشایی در لوازم خانگی، تجهیزات صوتی و تصویری و لوازم جانبی رایانه.
- نشانگر عمومیهر کاربرد که نیازمند نشانگر وضعیتی روشن، قابل اعتماد و کممصرف باشد.
8.2 ملاحظات طراحی Light Guide Rod
زاویه دید گسترده 120 درجه یک مزیت کلیدی در کاربرد ستون راهنمای نور است. برای دستیابی به بهترین راندمان کوپلینگ:
- LED را تا حد امکان نزدیک به ورودی ستون راهنمای نور قرار دهید.
- اطمینان حاصل کنید که مواد میله راهنمای نور دارای نرخ عبور نور بالا بوده و به گونهای طراحی شدهاند که به طور مؤثر نور را هدایت و پراکنده کنند.
- هنگام طراحی هندسه سطح ورودی میله راهنمای نور، الگوی تابش LED را در نظر بگیرید.
8.3 نکات کلیدی طراحی مدار
- همیشه از مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. با توجه به ولتاژ منبع تغذیه (VCC) و ولتاژ مستقیم LED (VF - برای اطمینان از قابلیت اطمینان از حداکثر مقدار استفاده کنید) و جریان مستقیم مورد نیاز (IF) مقدار مقاومت آن را محاسبه کنید. فرمول: R = (VCC- VF) / IF.
- برای حفظ روشنایی ثابت در محدودهای از ولتاژ منبع یا دما، استفاده از درایور جریان ثابت را به جای یک مقاومت ساده در نظر بگیرید.
- رعایت مقادیر حداکثر مطلق، به ویژه ولتاژ معکوس. اگر مدار در معرض اسپایکهای ولتاژ یا اتصال معکوس قرار دارد، باید اقدامات حفاظتی (مانند دیود موازی معکوس) اضافه شود.
9. مقایسه فنی و تمایزها
سری 67-21 با چند ویژگی کلیدی در بازار LEDهای نشانگر SMD متمایز میشود:
- زاویه دید برجسته:زاویه دید 120° به طور محسوسی از بسیاری از LEDهای SMD استاندارد (احتمالاً 60-80°) گستردهتر است و دید یکنواختتری از زوایای خارج از محور ارائه میدهد که برای چراغهای نشانگر پنل حیاتی است.
- بهینهسازی برای ستونهای هدایت نور:طراحی پکیج با رفلکتور داخلی بهطور خاص برای کوپلینگ کارآمد نور به لولههای هدایت نور تنظیم شده است، که یک نیاز رایج در طراحی محصولات صنعتی و مصرفی مدرن محسوب میشود.
- کارکرد با جریان پایین:مشخصات آن در جریان 20 میلیآمپر (با روشنایی مطلوب) باعث مصرف انرژی کمتر نسبت به LEDهایی میشود که برای دستیابی به خروجی مشابه به جریان راهاندازی بالاتری نیاز دارند و این امر به افزایش طول عمر باتری کمک میکند.
- سیستم دستهبندی قوی:سیستم دستهبندی دقیق برای شدت، طول موج و ولتاژ به طراحان اجازه میدهد محصولاتی با تلرانس عملکرد محدود انتخاب کنند که ثبات محصول نهایی، به ویژه در آرایههای چند LEDیی را تضمین میکند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
10.1 هنگام استفاده از منبع تغذیه 5V، باید از مقاومت با مقدار اهمی چند استفاده کرد؟
با طراحی محافظهکارانه، استفاده از حداکثر VF مقدار 3.7V، هدف IF برای 20mA: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 اهم. نزدیکترین مقدار استاندارد 68 اهم است. محاسبه مجدد: IF= (5V - 3.7V) / 68Ω ≈ 19.1 mA، که ایمن و در محدوده مشخصات است. حتماً جریان واقعی را در مدار تأیید کنید.
10.2 آیا میتوان این LED را با منبع تغذیه 3.3V راهاندازی کرد؟
بله، اما نیاز به محاسبه دقیق دارد. با استفاده از V معمولF مقدار 3.2 ولت: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 اهم. این مقدار مقاومت بسیار پایین، جریان را نسبت به تغییرات VF و VCC بسیار حساس میکند. کاهش جزئی در VCC یا VF هرگونه افزایش ممکن است منجر به خاموش شدن LED شود. برای شرایط با حاشیه ولتاژ کم، استفاده از درایور جریان ثابت به شدت توصیه میشود.
10.3 چرا محدوده شدت نور اینقدر وسیع است (mcd 565-225)؟
این محدوده کلی ممکن برای کل سری محصول و تمام دستهبندیها است. هر LED به یک گروه خاص (S2, T1, T2, U1) دستهبندی میشود. هنگام سفارش، شما دسته شدت نور مورد نظر خود را مشخص میکنید (مثلاً U1 برای بیشترین روشنایی) تا محدوده باریکتری (mcd 565-450) دریافت کنید. این امر بهینهسازی هزینه و تطبیق عملکرد را ممکن میسازد.
10.4 دما چگونه بر عملکرد تأثیر میگذارد؟
همانطور که منحنیهای عملکرد نشان میدهند، افزایش دمای محیط باعث کاهش خروجی نوری (کاهش بازده) و افزایش جزئی ولتاژ مستقیم میشود. در دماهای بالا، حداکثر جریان مجاز پیوسته نیز کاهش مییابد. برای کاربردهایی که در دمای محیطی بالا کار میکنند (به عنوان مثال، داخل داشبورد خودرو)، طراحی باید بر اساس دادههای عملکرد در دمای کاری مورد انتظار باشد، نه صرفاً بر اساس دادههای دمای 25°C.
11. طراحی عملی و موارد استفاده
11.1 طراحی پنل نشانگر وضعیت چند LED
صحنه:یک پنل کنترل به ۱۰ چراغ نشانگر وضعیت آبی نیاز دارد. یکنواختی روشنایی و رنگ برای تجربه کاربری حیاتی است.
طرح اجرایی:
- انتخاب ردهبندی:برای تمام 10 LED، ردههای یکسان شدت نور (مثلاً T2: 360-450 mcd) و رده طول موج اصلی (مثلاً A10: 467.5-470.5 nm) تعیین کنید تا یکنواختی بصری تضمین شود.
- طراحی مدار:از منبع تغذیه 12V استفاده کنید. 10 LED را از طریق مقاومتهای جداگانه به صورت موازی راهاندازی کنید: مطابق با حداکثر VF=3.7V، IF=20mA برای محاسبه مقاومت. R = (12V - 3.7V) / 0.02A = 415 اهم. از مقدار استاندارد 430 اهم استفاده کنید. توان هر مقاومت: P = I2R = (0.02)2* 430 = 0.172W. از مقاومت 1/4W استفاده کنید. جریان کل منبع تغذیه: 10 * 20mA = 200mA.
- چیدمان PCB:LEDها را در جهت یکسان قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که علامت کاتد روی چاپ ابریشمی PCB با بستهبندی LED مطابقت دارد. برای خطوط تغذیه مشترک که 200 میلیآمپر جریان میکشند، مس کافی در نظر بگیرید.
- لولههای هدایت نور:در صورت استفاده از لولههای هدایت نور، ورودی آنها را برای ثبت مخروط انتشار 120 درجه LED مدلسازی کنید. از مواد PC درجه نوری یا آکریلیک استفاده کنید.
12. معرفی اجمالی اصول کار
سری LEDهای 67-21 یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر پیوند p-n نیمههادی هستند. ناحیه فعال آنها از ماده نیمههادی مرکب نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده میکند که بر روی یک زیرلایه به روش اپیتاکسی رشد داده شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بالاتر از ولتاژ آستانه دیود اعمال شود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق شده و در آنجا بازترکیب میشوند. در نیمههادیهای با شکاف انرژی مستقیم مانند InGaN، این رویداد بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج خاص (رنگ) نور گسیلشده، که در این مورد آبی (~468 نانومتر) است، توسط انرژی شکاف باند ماده InGaN تعیین میشود. این انرژی را میتوان با تغییر میزان ایندیم در فرآیند رشد کریستال تنظیم کرد. نور تولیدشده سپس از طریق گنبد اپوکسی شفاف و بیرنگ محفظه استخراج میشود که همچنین به عنوان عدسی عمل میکند و یک بازتابنده داخلی به هدایت نور بهصورت یک الگوی گسیل گسترده کمک میکند.
13. روندها و پیشزمینههای فناوری
LEDهای با بستهبندی P-LCC و مشابه نصبسطحی، نماینده جریان اصلی در کاربردهای نشانگر هستند و به دلیل سازگاری با مونتاژ خودکار و اشغال فضای کمتر، تا حد زیادی جایگزین LEDهای نصبسوراخی در محصولات الکترونیکی مدرن شدهاند. روندها در این حوزه شامل موارد زیر است:
- بازدهی بالاتر:افزایش خروجی لومن بر وات، که امکان دستیابی به روشنایی کافی در جریانهای راهاندازی پایینتر را فراهم کرده و مصرف توان را بیشتر کاهش میدهد.
- کوچکسازی:کاهش مداوم اندازه بستهبندی (به عنوان مثال، از اندازههای متریک 0603 به 0402) در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود مییابد.
- کنترل نوری پیشرفته:با استفاده از طراحی بستهبندی پیچیدهتر، ادغام لنزها، بازتابندهها و پخشکنندهها، الگوی پرتو خاصی (فوقعریض، دید جانبی، متمرکز) مستقیماً از بستهبندی تولید میشود و نیاز به المانهای نوری ثانویه را کاهش میدهد.
- گاموت رنگی گستردهتر و پایداری:تلرانسهای دستهبندی دقیقتر و فناوری فسفر بهبودیافته (برای LEDهای سفید)، ثبات نقطه رنگ را در طول دستههای تولید و عمر دستگاه تضمین میکند.
- بهبود قابلیت اطمینان و استحکام:بهبود فناوریهای مواد و بستهبندی برای تحمل دمای لحیمکاری بالاتر، شرایط محیطی سختتر و ارائه محافظت ESD بهتر.
سری 67-21 بر روی زاویه دید گسترده و سازگاری با Light Pipe متمرکز است که به خوبی با روند ادغام چراغهای نشانگر مجزا در طراحیهای محصولات مدرن و شیک همخوانی دارد، جایی که منبع نور معمولاً پنهان شده و مستقیماً قابل مشاهده نیست.
توضیح جامع اصطلاحات مشخصات LED
تفسیر کامل اصطلاحات فنی LED
الف: شاخصهای اصلی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (لومن بر وات) | شار نوری تولید شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بالاتر باشد، انرژی کمتری مصرف میشود. | به طور مستقیم سطح بهرهوری انرژی و هزینه برق چراغ را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل نور ساطعشده از منبع نور، که معمولاً به آن "روشنایی" میگویند. | تعیین میکند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه دید (Viewing Angle) | ° (درجه)، مانند 120° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد و پهنای پرتو نور را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ (CCT) | K (Kelvin)، مانند 2700K/6500K | گرمی یا سردی رنگ نور، مقادیر پایینتر متمایل به زرد/گرم و مقادیر بالاتر متمایل به سفید/سرد هستند. | تعیینکننده فضای روشنایی و کاربرد مناسب آن. |
| شاخص بازتاب رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، 0–100 | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اشیاء، Ra≥80 مطلوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، برای مکانهای با الزامات بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ (SDCM) | مراحل بیضی مک آدام، مانند "5-step" | شاخص کمی برای یکنواختی رنگ، هرچه تعداد مراحل کمتر باشد، رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از عدم تفاوت رنگ در بین چراغهای یک دسته. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | nm (نانومتر)، مانند 620nm (قرمز) | مقادیر طول موج متناظر با رنگهای LED رنگی. | تعیین کننده رنگآمیزی (هیو) LED های تکرنگ مانند قرمز، زرد و سبز. |
| توزیع طیفی (Spectral Distribution) | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت نور ساطعشده از LED را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | تأثیر بر کیفیت رنگ و نمایش رنگ. |
2. پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشنشدن LED، مشابه "آستانه راهاندازی". | ولتاژ منبع تغذیه باید ≥ Vf باشد، در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریان برای روشنایی عادی LED. | معمولاً از درایو جریان ثابت استفاده میشود، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس (Pulse Current) | Ifp | جریان اوج قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلش. | عرض پالس و نسبت چرخه کار باید به دقت کنترل شود، در غیر این صورت آسیب ناشی از گرمای بیش از حد رخ میدهد. |
| ولتاژ معکوس (Reverse Voltage) | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است دچار شکست شود. | در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری کرد. |
| مقاومت حرارتی (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به نقطه لحیمکاری، هرچه مقدار آن کمتر باشد، خنککنندگی بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی خنککنندگی قویتر است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش مییابد. |
| تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD Immunity) | V (HBM)، مانند 1000V | مقاومت در برابر ضربه الکترواستاتیک، هرچه مقدار آن بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن به خوبی انجام شود، به ویژه برای LEDهای با حساسیت بالا. |
سوم: مدیریت حرارت و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | به ازای هر کاهش 10 درجه سانتیگراد، عمر ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد بالا منجر به افت نور و جابجایی رنگ میشود. |
| افت نور (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (ساعت) | زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | تعریف مستقیم "عمر مفید" LED. |
| نرخ حفظ لومن (Lumen Maintenance) | % (مانند 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از مدتزمانی استفاده. | نشاندهنده قابلیت حفظ روشنایی پس از استفاده طولانیمدت. |
| جابجایی رنگ (Color Shift) | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنهی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی (Thermal Aging) | افت عملکرد مواد | تخریب مواد بستهبندی ناشی از قرارگیری طولانیمدت در دمای بالا. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهارم: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | مواد پوششی که از تراشه محافظت کرده و رابطهای نوری و حرارتی را فراهم میکند. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک دارای خنککنندگی عالی و عمر طولانی است. |
| ساختار تراشه | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روش چیدمان الکترودهای تراشه. | بستهبندی معکوس دارای خنککاری بهتر و بازده نوری بالاتر است و برای توانهای بالا مناسب میباشد. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | روی تراشه نور آبی پوشانده شده، بخشی از آن به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم مخلوط میشوند تا نور سفید تولید شود. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| طراحی لنز/اپتیک | صفحه، میکرولنز، بازتاب کلی | ساختار نوری سطح بستهبندی، توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه تابش و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
پنجم: کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای درجهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کدها مانند 2G، 2H | گروهبندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول. |
| طبقهبندی ولتاژ | کدها مانند 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق منبع تغذیه درایو و افزایش بازدهی سیستم. |
| درجهبندی بر اساس تفکیک رنگ. | بیضی MacAdam 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگها در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ واحد. |
| دستهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در صحنههای مختلف. |
ششم: آزمایش و گواهینامهدهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمایش | توضیح ساده | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت و ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (همراه با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | برآورد عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی. | مبنای آزمون پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامه زیستمحیطی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی بهرهوری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای برای افزایش رقابتپذیری بازار استفاده میشود. |