ال‌ای‌دی SMD زرد درخشان سری 45-21 با نمای بالا - ابعاد 3.0x2.0x1.1 میلی‌متر - ولتاژ معمولی 2.25 ولت - توان 40 میلی‌وات - برگه اطلاعات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک قطعه ال‌ای‌دی نصب سطحی با نمای بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه با تابش زرد درخشان خود شناخته می‌شود که از طریق تراشه AlGaInP محصور شده در رزین شفاف آبی حاصل می‌شود. مزایای اصلی طراحی شامل زاویه دید گسترده و کوپلینگ نوری بهینه شده از طریق یک بازتابنده داخلی است که آن را به ویژه برای کاربردهای لوله نوری مناسب می‌سازد. نیاز جریانی پایین آن نیز آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای حساس به توان مانند تجهیزات قابل حمل تبدیل می‌کند.

این محصول با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان و انطباق طراحی شده است. دارای بسته‌بندی SMT سفید با فریم سرب دوپایه مجزا است. با استانداردهای RoHS، EU REACH و عاری از هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد. علاوه بر این، مطابق با استاندارد AEC-Q101 تأیید شده است که آن را برای محیط‌های سخت مانند روشنایی داخلی خودرو (مانند نور پس زمینه داشبورد) مناسب می‌سازد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

برای جلوگیری از آسیب دائمی، نباید این قطعه فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان مستقیم (I_F):50 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @1kHz)
• توان تلف شده (P_d):120 میلی‌وات
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) HBM:2000 ولت
• دمای کارکرد (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):رفلو: 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه؛ دستی: 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی (T_a=25°C)

پارامترهای عملکرد معمولی اندازه‌گیری شده تحت شرایط استاندارد.

• شدت نور (I_v):450 تا 900 میلی‌کاندلا (در I_F=20mA)
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمولی)
• طول موج پیک (λ_p):591 نانومتر (معمولی)
• طول موج غالب (λ_d):585.5 تا 594.5 نانومتر
• پهنای باند طیف تابشی (Δλ):15 نانومتر (معمولی)
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.95 تا 2.55 ولت (در I_F=20mA)
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (در V_R=5V)

توجه: تلرانس‌ها برای شدت نور ±11%، برای طول موج غالب ±1 نانومتر و برای ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

این قطعه بر اساس پارامترهای عملکرد کلیدی به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود تا یکنواختی در طراحی کاربرد تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

• U1:450 - 565 میلی‌کاندلا
• U2:565 - 715 میلی‌کاندلا
• V1:715 - 900 میلی‌کاندلا

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (گروه A)

• D3:585.5 - 588.5 نانومتر
• D4:588.5 - 591.5 نانومتر
• D5:591.5 - 594.5 نانومتر

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (گروه C)

• 1:1.95 - 2.15 ولت
• 2:2.15 - 2.35 ولت
• 3:2.35 - 2.55 ولت

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکی معمولی (ارجاع داده شده در دیتاشیت) رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، ولتاژ مستقیم و تأثیر دمای محیط بر عملکرد را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای طراحان جهت پیش‌بینی رفتار تحت شرایط غیراستاندارد، مانند دمای کارکرد بالاتر یا جریان‌های راه‌اندازی متغیر، ضروری هستند. تحلیل این نمودارها به انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب و درک تغییرات احتمالی روشنایی در محدوده کارکرد قطعه کمک می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی بسته‌بندی

این قطعه دارای فوت‌پرینت SMT فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شود) تقریباً 3.0 میلی‌متر طول، 2.0 میلی‌متر عرض و 1.1 میلی‌متر ارتفاع است. یک طرح پد لحیم‌کاری توصیه‌شده ارائه شده است تا اتصال مکانیکی و حرارتی مناسب در حین مونتاژ تضمین شود.

5.2 شناسایی قطبیت

آند (+) به وضوح در بالای بسته‌بندی علامت‌گذاری شده است. جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین نصب برای اطمینان از عملکرد صحیح مدار بسیار مهم است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 روش‌های لحیم‌کاری

روش اصلی مونتاژ توصیه‌شده، لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) است. یک پروفیل دمای رفلو بدون سرب خاص پیشنهاد شده است که دمای پیک آن 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه است. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. لحیم‌کاری دستی مجاز است اما باید با دقت در دمای نوک زیر 350 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه در هر ترمینال، با استفاده از هویه با ظرفیت 25 وات یا کمتر انجام شود.

6.2 اقدامات احتیاطی نگهداری و جابجایی

• حساسیت به ESD:این قطعه به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید روش‌های صحیح جابجایی ESD رعایت شود.
• حساسیت به رطوبت:ال‌ای‌دی‌ها در کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند.
  • تا زمان آمادگی برای استفاده، کیسه را باز نکنید.
  • قبل از باز کردن: تا یک سال در دمای ≤30°C / رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود.
  • پس از باز کردن: در شرایط ≤30°C / رطوبت نسبی ≤60% ظرف 3 روز استفاده شود. قطعات استفاده نشده باید مجدداً در بسته‌بندی خشک مهر و موم شوند.
  • اگر نشانگر خشک‌کن تغییر رنگ داد یا زمان نگهداری بیش از حد مجاز شد، قبل از استفاده نیاز به یک بار پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت است.

6.3 نکات مهم استفاده

• محافظت جریانی:استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. مشخصه نمایی V-I ال‌ای‌دی به این معنی است که افزایش کوچکی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش جریان بزرگ و مخربی شود.
• اجتناب از تنش:از اعمال تنش مکانیکی به بدنه ال‌ای‌دی در حین گرم شدن (لحیم‌کاری) خودداری کنید و پس از مونتاژ PCB را تاب ندهید.
• تعمیر:تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، باید از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال برای جلوگیری از آسیب استفاده شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

قطعات روی نوار حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند که سپس روی قرقره پیچیده می‌شوند. قرقره استاندارد حاوی 2000 قطعه است. ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل و قرقره برای تسهیل تنظیم دستگاه پیک اند پلیس خودکار ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی چندین کد برای ردیابی و مشخصات است:

• P/N:شماره محصول (مثلاً 45-21/YSC-AU1V1C/2T-AFM)
• LOT No:شماره دسته ساخت
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:کد دسته شدت نور (مثلاً V1)
• HUE:کد دسته طول موج غالب (مثلاً D4)
• REF:کد دسته ولتاژ مستقیم (مثلاً 2)

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس زمینه برای تلفن‌ها و فکس‌ها.
• الکترونیک مصرفی:نور پس زمینه تخت برای LCDها، سوئیچ‌ها و نمادها.
• روشنایی عمومی:کاربردهای لوله نوری برای توزیع یکنواخت نور، ایده‌آل برای نشانگرهای پنل.
• داخلی خودرو:نور پس زمینه داشبورد و سایر عملکردهای روشنایی داخلی (تأیید شده مطابق AEC-Q101).

8.2 ملاحظات طراحی

• مدار راه‌انداز:همیشه یک مقاومت سری برای تنظیم جریان مستقیم پیاده‌سازی کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (V_CC)، ولتاژ مستقیم ال‌ای‌دی (V_Fاز دسته مناسب) و جریان مورد نظر (I_F، که نباید از 50mA پیوسته تجاوز کند) محاسبه کنید.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان پایین است، در صورت کارکرد در دمای محیط بالا یا نزدیک به جریان حداکثر، از مساحت کافی مس PCB یا تخلیه حرارتی مناسب اطمینان حاصل کنید.
• طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه و لنز شفاف این ال‌ای‌دی را برای کاربردهایی که نیاز به دید زاویه باز یا کوپلینگ به راهنمای نور دارند، عالی می‌سازد. هنگام طراحی لوله‌های نوری یا دیفیوزرها، توزیع شدت زاویه‌ای را در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های استاندارد، این قطعه چندین مزیت کلیدی برای کاربردهای خاص ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه برتر از بسیاری از ال‌ای‌دی‌های با زاویه باریک است و روشنایی یکنواخت‌تری در کاربردهای پنلی بدون اپتیک ثانویه فراهم می‌کند. تأییدیه AEC-Q101 یک تمایزدهنده حیاتی برای بازارهای خودرویی و سایر بازارهای با قابلیت اطمینان بالا است که نشان‌دهنده آزمایش‌های دقیق برای شوک حرارتی، مقاومت در برابر رطوبت و پایداری بلندمدت است. ترکیب ماده AlGaInP برای رنگ‌های زرد/نارنجی/قرمز معمولاً بازده نوری بالاتر و پایداری دمایی بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP ارائه می‌دهد. انطباق با استانداردهای عاری از هالوژن و سرب، پایبندی به مقررات زیست‌محیطی مدرن را تضمین می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 با منبع تغذیه 5 ولت باید از چه مقدار مقاومت استفاده کنم؟

با استفاده از ولتاژ مستقیم معمولی 2.25 ولت و جریان هدف 20 میلی‌آمپر، محاسبه به این صورت است: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.25V) / 0.02A = 137.5 Ω. یک مقاومت استاندارد 150 Ω منجر به جریان کمی کمتر، حدود 18.3mA می‌شود که ایمن و در محدوده مشخصات است. برای طراحی در بدترین حالت، همیشه از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.55V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان هرگز از حد مورد نظر تجاوز نمی‌کند.

10.2 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با سیگنال PWM برای تنظیم نور راه‌اندازی کنم؟

بله، مدولاسیون عرض پالس (PWM) یک روش مؤثر برای تنظیم نور ال‌ای‌دی‌ها است. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در هر پالس از حداکثر مقدار مجاز مطلق 50mA (پیوسته) یا 100mA (پالسی) تجاوز نکند. فرکانس باید به اندازه کافی بالا باشد (معمولاً >100Hz) تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود.

10.3 چرا روش نگهداری و پخت اینقدر مهم است؟

بسته‌بندی‌های SMD می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی یا \"پاپ کورن شدن\" شود که بسته‌بندی را ترک می‌دهد و قطعه را از بین می‌برد. فرآیند پخت، این رطوبت جذب شده را به آرامی قبل از اینکه قطعه تحت رفلو قرار گیرد، خارج می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک خوشه از نشانگرهای وضعیت برای یک پنل کنترل صنعتی. نشانگرها باید از زاویه باز قابل مشاهده، قابل اطمینان و مستقیماً از پین‌های GPIO میکروکنترلر با ولتاژ 3.3 ولت راه‌اندازی شوند.
راه‌حل:این ال‌ای‌دی گزینه‌ای عالی است. زاویه دید 120 درجه، دیدپذیری از موقعیت‌های مختلف اپراتور را تضمین می‌کند. قابلیت اطمینان سطح AEC-Q101 برای محیط‌های صنعتی مفید است. برای مدار، با استفاده از منبع تغذیه 3.3 ولت و فرض V_F برابر 2.25 ولت در 20 میلی‌آمپر، یک مقاومت سری به مقدار (3.3V - 2.25V)/0.02A = 52.5 Ω (استفاده از 56 Ω) مورد نیاز است. GPIO میکروکنترلر می‌تواند 20 میلی‌آمپر را سینک/سورس کند. مصرف توان پایین (40 میلی‌وات برای هر ال‌ای‌دی) تولید حرارت روی پنل را به حداقل می‌رساند.

12. معرفی اصل کارکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (V_F) بین آند و کاتد اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی 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 طول موج (رنگ) نور تابش شده را تعریف می‌کند - در این مورد، زرد درخشان (~591 نانومتر). رزین اپوکسی شفاف آبی، تراشه را محافظت کرده و به عنوان لنز عمل می‌کند و خروجی نور را شکل می‌دهد تا زاویه دید مشخص شده 120 درجه حاصل شود.

13. روندهای فناوری

روند کلی در ال‌ای‌دی‌های نشانگر به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات)، اندازه بسته‌بندی کوچکتر برای بردهای با چگالی بالاتر و افزایش یکپارچه‌سازی ویژگی‌هایی مانند تنظیم جریان داخلی یا دیودهای محافظ است. همچنین فشار قوی‌ای برای انطباق زیست‌محیطی گسترده‌تر (فراتر از RoHS برای شامل کردن موادی مانند PFAS) و استانداردهای قابلیت اطمینان پیشرفته‌تر برای کاربردهای خودرویی و صنعتی وجود دارد، همانطور که در تأییدیه AEC-Q101 این قطعه مشاهده می‌شود. استفاده از مواد نیمه‌هادی پیشرفته مانند AlGaInP همچنان عملکرد برتری را برای رنگ‌های قرمز، نارنجی و زرد در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های سفید فیلترشده یا تبدیل شده با فسفر ارائه می‌دهد.