فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
- 2.1 رتبهبندیهای حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نورانی
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)
- 4.2 شدت نورانی در مقابل جریان رو به جلو
- 4.3 وابستگی دمایی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بسته
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 طرح پیشنهادی پد لحیم
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 تمیزکاری
- 6.4 نگهداری و جابهجایی
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات نوار و قرقره
- 8. پیشنهادات کاربرد
- 8.1 سناریوهای کاربرد معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10.1 آیا میتوانم این الایدی را به طور پیوسته در 30mA راهاندازی کنم؟
- 10.2 چرا در مشخصات شدت نورانی (45-280 mcd) چنین محدوده گستردهای وجود دارد؟
- 10.3 تفاوت بین طول موج اوج (611nm) و طول موج غالب (605nm) چیست؟
- 11. مورد عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTST-C191KFKT یک دیود نورافشان (LED) نصبسطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و محدود از نظر فضا طراحی شده است. این محصول در دسته الایدیهای چیپ فوقباریک قرار میگیرد و دارای ارتفاع پروفایل بسیار کم تنها 0.55 میلیمتر است. این ویژگی آن را به انتخابی ایدهآل برای نشانگرهای نور پسزمینه، چراغهای وضعیت و نورپردازی تزئینی در لوازم الکترونیکی مصرفی باریک، فضای داخلی خودرو و دستگاههای قابل حمل تبدیل میکند؛ جایی که فضای عمودی بسیار باارزش است.
این الایدی از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای ناحیه نورافشان خود استفاده میکند. این فناوری به دلیل تولید نور با بازدهی بالا در طیف کهربایی تا نارنجی-قرمز با روشنایی و پایداری رنگ عالی شناخته شده است. قطعه در یک بسته با لنز شفاف آبی (Water-Clear) قرار دارد که امکان خروجی نور بالا و زاویه دید گسترده را فراهم میکند. این محصول کاملاً با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد و به عنوان یک محصول سبز مناسب برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه زیستمحیطی طبقهبندی میشود.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
مزایای اصلی این الایدی از ترکیب مینیاتوریسازی و عملکرد ناشی میشود. پروفایل فوقباریک 0.55mm متمایزترین ویژگی آن است که امکان ادغام طراحی در محصولاتی را فراهم میکند که الایدیهای سنتی در آنها جا نمیشوند. علیرغم اندازه کوچک، شدت نور بالایی ارائه میدهد که مقادیر معمول آن به 90 میلیکاندلا (mcd) میرسد. بسته آن مطابق با ابعاد استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) است که تضمینکننده سازگاری با اکوسیستم گسترده تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place مورد استفاده در تولید انبوه است. علاوه بر این، برای مقاومت در برابر فرآیندهای لحیمکاری ریفلو مادون قرمز (IR) طراحی شده است که روش استاندارد برای مونتاژ قطعات نصبسطحی روی بردهای مدار چاپی (PCB) است. این ترکیب، بازارهایی از جمله لوازم الکترونیکی مصرفی (تلفنهای هوشمند، تبلتها، پوشیدنیها)، نورپردازی داشبورد و پنل کنترل خودرو، پنلهای کنترل صنعتی و کاربردهای نشانگر عمومی را هدف قرار میدهد که به منابع نور قابل اعتماد، روشن و فشرده نیاز دارند.
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
این بخش تحلیل مفصلی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی ارائه میدهد که مرزهای عملیاتی و عملکرد الایدی را تعریف میکنند.
2.1 رتبهبندیهای حداکثر مطلق
این رتبهبندیها محدودیتهایی را مشخص میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشدهاند.
- توان تلف شده (Pd):75 mW. این حداکثر مقدار توانی است که بسته الایدی میتواند به صورت گرما دفع کند بدون آنکه عملکرد یا عمر آن کاهش یابد. تجاوز از این حد، خطر گرمای بیش از حد اتصال نیمههادی را به همراه دارد.
- جریان مستقیم رو به جلو (IF):30 mA. حداکثر جریان مستقیم رو به جلوی پیوستهای که میتوان تحت شرایط DC به الایدی اعمال کرد.
- جریان اوج رو به جلو:80 mA. این جریان بالاتر فقط تحت شرایط پالسی مجاز است، به طور خاص با چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1ms. این رتبهبندی برای کاربردهای مالتیپلکسینگ یا تنظیم نور PWM (مدولاسیون عرض پالس) مرتبط است.
- محدوده دمای کاری:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که در آن عملکرد الایدی مطابق با مشخصات آن تضمین میشود.
- محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمایی برای نگهداری قطعه هنگامی که روشن نیست.
- شرایط لحیمکاری مادون قرمز:260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه. این مشخصه، پروفایل دمای اوج و زمان را تعریف میکند که الایدی میتواند در طول فرآیند لحیمکاری ریفلو بدون سرب بدون آسیب تحمل کند.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
این پارامترها در دمای محیط استاندارد 25 درجه سلسیوس اندازهگیری میشوند و عملکرد معمول قطعه را تعریف میکنند.
- شدت نورانی (Iv):45.0 (حداقل)، 90.0 (معمول) mcd در IF=20mA. این مقدار، روشنایی درکشده الایدی توسط چشم انسان را اندازهگیری میکند. محدوده گسترده نشاندهنده استفاده از یک سیستم دستهبندی (بینینگ) است (بخش 3 را ببینید).
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه (معمول). این زاویه کامل است که در آن شدت نورانی به نصف مقدار خود در محور مرکزی (0 درجه) کاهش مییابد. زاویه 130 درجه نشاندهنده یک الگوی انتشار نور بسیار گسترده و پراکنده است که برای روشنایی ناحیه یا نشانگرهای با دید وسیع مناسب است.
- طول موج اوج تابش (λP):611 نانومتر (معمول). طول موج خاصی که در آن توان خروجی نوری الایدی در حداکثر خود است. برای این الایدی نارنجی، در بخش نارنجی-قرمز طیف مرئی قرار میگیرد.
- طول موج غالب (λd):605 نانومتر (معمول). این مقدار از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشاندهنده طول موج واحدی است که بهترین توصیف از رنگ درکشده نور را ارائه میدهد. این پارامتر کلیدی برای مشخصسازی رنگ است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):17 نانومتر (معمول). این مقدار نشاندهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است. مقدار 17nm برای الایدیهای AlInGaP معمول است و منجر به رنگ نارنجی اشباعشده میشود.
- ولتاژ رو به جلو (VF):2.0 (حداقل)، 2.4 (معمول) ولت در IF=20mA. افت ولتاژ در دو سر الایدی هنگامی که جریان مشخصشده را هدایت میکند. این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
- جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال ولتاژ معکوس جریان مییابد. تجاوز از حداکثر ولتاژ معکوس (که مشخص نشده اما معمولاً حدود 5V است) میتواند باعث آسیب فوری شود.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، الایدیها بر اساس عملکرد دستهبندی میشوند. دیتاشیت یک لیست کد دسته (بین) به طور خاص برای شدت نورانی ارائه میدهد.
3.1 دستهبندی شدت نورانی
شدت نور در شرایط آزمایش استاندارد جریان رو به جلو 20mA اندازهگیری میشود. دستهها به شرح زیر تعریف شدهاند:
- کد دسته P:45.0 mcd (حداقل) تا 71.0 mcd (حداکثر)
- کد دسته Q:71.0 mcd (حداقل) تا 112.0 mcd (حداکثر)
- کد دسته R:112.0 mcd (حداقل) تا 180.0 mcd (حداکثر)
- کد دسته S:180.0 mcd (حداقل) تا 280.0 mcd (حداکثر)
یک تلرانس +/-15% به هر دسته شدت اعمال میشود. این بدان معناست که یک الایدی با برچسب دسته Q میتواند شدت واقعی بین تقریباً 60.4 mcd و 128.8 mcd داشته باشد. طراحان باید هنگام تعیین سطوح روشنایی برای کاربرد خود، این تغییرات را در نظر بگیرند و اغلب برای حداقل مقدار دسته انتخابشده طراحی میکنند تا عملکرد تضمین شود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (مثلاً شکلهای 1 و 6)، رفتار معمول آنها را میتوان بر اساس فناوری توصیف کرد.
4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)
مانند همه دیودها، الایدی دارای یک منحنی I-V غیرخطی است. زیر آستانه ولتاژ رو به جلو (حدود 1.8-2.0V برای AlInGaP)، جریان بسیار کمی جریان مییابد. با نزدیک شدن ولتاژ به VF (معمولاً 2.4V) و فراتر رفتن از آن، جریان به صورت نمایی افزایش مییابد. به همین دلیل است که الایدیها باید توسط یک منبع جریان یا از طریق یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری محدودکننده جریان راهاندازی شوند؛ یک تغییر کوچک در ولتاژ میتواند باعث تغییر بزرگ و بالقوه مخرب در جریان شود.
4.2 شدت نورانی در مقابل جریان رو به جلو
خروجی نور (شدت نورانی) در یک محدوده قابل توجه تقریباً متناسب با جریان رو به جلو است. با این حال، بازده ممکن است در جریانهای بسیار بالا به دلیل افزایش تولید گرما درون چیپ کاهش یابد. شرایط آزمایش رتبهبندیشده 20mA یک نقطه استاندارد است که روشنایی، بازده و قابلیت اطمینان را متعادل میکند.
4.3 وابستگی دمایی
عملکرد الایدیها به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:
- ولتاژ رو به جلو (VF):کمی کاهش مییابد.
- شدت نورانی (Iv):کاهش مییابد. الایدیهای AlInGaP خاموششدگی حرارتی کمتری نسبت به برخی انواع دیگر نشان میدهند، اما خروجی هنوز هم با افزایش دما کاهش مییابد.
- طول موج غالب (λd):ممکن است کمی جابهجا شود، معمولاً به سمت طولموجهای بلندتر (انتقال به قرمز).
5. اطلاعات مکانیکی و بسته
LTST-C191KFKT از یک فرمت بسته استاندارد الایدی چیپ استفاده میکند.
5.1 ابعاد بسته
ابعاد کلیدی عبارتند از: طول: 1.6mm، عرض: 0.8mm، ارتفاع: 0.55mm. تمام تلرانسها معمولاً ±0.10mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. بسته دارای دو ترمینال فلزیشده (آند و کاتد) در پایین برای لحیمکاری است. قطبیت معمولاً توسط یک علامت روی بالای بسته یا یک گوشه پخخورده نشان داده میشود.
5.2 طرح پیشنهادی پد لحیم
دیتاشیت شامل یک طرح الگوی لند (پد لحیم) توصیهشده برای PCB است. پیروی از این دستورالعمل برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد، جلوگیری از پدیده "سنگ قبر" (بلند شدن یک سر) و اطمینان از تراز مناسب در طول مونتاژ اتوماتیک حیاتی است. طراحی پد، فیله لحیم لازم را در نظر میگیرد و از پل زدن لحیم بین دو ترمینال با فاصله نزدیک جلوگیری میکند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
این الایدی با فرآیندهای لحیمکاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است که استاندارد مونتاژ SMD است. یک پروفایل پیشنهادی ارائه شده است که با استانداردهای JEDEC برای لحیم بدون سرب (SnAgCu) مطابقت دارد. پارامترهای کلیدی شامل:
- پیشگرم:150-200 درجه سلسیوس برای گرم کردن تدریجی برد و قطعات، فعالسازی فلاکس و به حداقل رساندن شوک حرارتی.
- زمان پیشگرم:حداکثر 120 ثانیه.
- دمای اوج:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
- زمان بالاتر از نقطه مایع:زمانی که در آن لحیم مذاب است، معمولاً 60-90 ثانیه، با حداکثر 10 ثانیه در 260 درجه سلسیوس.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت نیاز به لحیمکاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود:
- دمای هویه:حداکثر 300 درجه سلسیوس.
- زمان لحیمکاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.
- محدودیت:فقط یک چرخه لحیمکاری توصیه میشود تا از آسیب حرارتی به بسته پلاستیکی و اتصالات سیمی داخلی جلوگیری شود.
6.3 تمیزکاری
فقط باید از مواد شوینده مشخصشده استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز پلاستیکی یا ماده کپسولهکننده اپوکسی آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، غوطهوری در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه توصیه میشود.
6.4 نگهداری و جابهجایی
الایدیها قطعات حساس به رطوبت (MSD) هستند. بسته با ماده خشککننده مهر و موم شده است. پس از باز شدن، قطعات باید در عرض 672 ساعت (28 روز) تحت رطوبت کنترلشده (<60% RH) استفاده شوند یا قبل از استفاده پخته شوند تا رطوبت جذبشده که میتواند باعث "ترکیدن" (ترک خوردن بسته) در طول ریفلو شود، حذف گردد. اقدامات احتیاطی مناسب ESD (تخلیه الکترواستاتیک)، مانند استفاده از مچبند و میزکار زمینشده، برای جلوگیری از آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن اجباری است.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات نوار و قرقره
الایدیها در نوار حامل برجستهدار استاندارد صنعتی روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178mm) عرضه میشوند تا مونتاژ اتوماتیک را تسهیل کنند.
- فاصله حفرهها:نوار استاندارد 8mm.
- تعداد در هر قرقره:5000 عدد.
- حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای مقادیر باقیمانده.
- نوار پوششی:حفرههای خالی با یک نوار پوششی بالایی مهر و موم میشوند.
- لامپهای مفقود:حداکثر دو الایدی مفقود متوالی طبق مشخصات (ANSI/EIA 481) مجاز است.
8. پیشنهادات کاربرد
8.1 سناریوهای کاربرد معمول
- نشانگرهای وضعیت:نشانگرهای برق، اتصال، شارژ باتری و حالت در لپتاپها، تبلتها و تلفنهای هوشمند فوقباریک.
- نور پسزمینه:روشنایی برای کلیدهای غشایی، صفحهکلیدها و آیکونها روی داشبورد خودرو، پنلهای کنترل صنعتی و دستگاههای پزشکی.
- نورپردازی تأکیدی در لوازم الکترونیکی مصرفی که فرم فاکتور باریک در آن ضروری است.Accent lighting in consumer electronics where a slim form factor is essential.
8.2 ملاحظات طراحی
- راهاندازی جریان:الایدیها قطعاتی هستند که با جریان کار میکنند. هنگام راهاندازی از یک منبع ولتاژ، همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. مقدار مقاومت را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ رو به جلو الایدی و IF جریان رو به جلو مورد نظر (مثلاً 20mA) است.
- اتصال موازی:از اتصال مستقیم چندین الایدی به صورت موازی از یک منبع جریان واحد خودداری کنید. تغییرات کوچک در VF بین الایدیهای منفرد میتواند باعث عدم تعادل شدید جریان شود، به طوری که یک الایدی بیشتر جریان را به خود جذب کرده و احتمالاً خراب شود. برای هر الایدی از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه یا آیسیهای درایور الایدی اختصاصی با کانالهای چندگانه استفاده کنید.
- مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم میکند. اگرچه توان کم است (حداکثر 75mW)، عملکرد پیوسته در دمای محیط بالا میتواند خروجی نور و عمر را کاهش دهد. از قرار دادن الایدی در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما خودداری کنید.
9. مقایسه و تمایز فنی
تمایز اصلی LTST-C191KFKT در پروفایل فوقباریک 0.55mm آن نهفته است. در مقایسه با الایدیهای بسته استاندارد 0603 یا 0402 که معمولاً 0.6-0.8mm ارتفاع دارند، این قطعه کاهش ارتفاعی حدود 30% ارائه میدهد. این یک مزیت حیاتی در روند حرکت به سمت محصولات الکترونیکی هرچه باریکتر است. استفاده آن از فناوری AlInGaP در محدوده نارنجی/کهربایی بازدهی بالاتر و پایداری رنگ بهتری نسبت به فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP فراهم میکند. علاوه بر این، سازگاری آن با فرآیندهای استاندارد ریفلو IR و Pick-and-Place به این معنی است که میتوان آن را در خطوط تولید انبوه موجود ادغام کرد بدون نیاز به تجهیزات یا رویههای خاص، برخلاف برخی قطعات فوقباریک تخصصی.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
10.1 آیا میتوانم این الایدی را به طور پیوسته در 30mA راهاندازی کنم؟
در حالی که رتبه حداکثر مطلق برای جریان مستقیم رو به جلو 30mA است، شرایط آزمایش استاندارد و نقطه کاری معمول 20mA است. کارکرد پیوسته در 30mA گرمای بیشتری تولید میکند و به طور بالقوه بازده نورانی و قابلیت اطمینان بلندمدت را کاهش میدهد. به طور کلی طراحی برای 20mA یا کمتر برای عملکرد و عمر بهینه توصیه میشود.
10.2 چرا در مشخصات شدت نورانی (45-280 mcd) چنین محدوده گستردهای وجود دارد؟
این محدوده نشاندهنده گستره کلی در تمام کدهای دسته (از P تا S) است. یک سفارش خاص برای یک دسته واحد خواهد بود (مثلاً دسته Q: 71-112 mcd). سیستم دستهبندی به تولیدکنندگان اجازه میدهد قطعات را بر اساس عملکرد مرتبکنند و به مشتریان امکان میدهد درجه روشنایی مناسب کاربرد و نیازهای هزینه خود را انتخاب کنند. هنگام سفارش، همیشه کد دسته مورد نظر را مشخص کنید.
10.3 تفاوت بین طول موج اوج (611nm) و طول موج غالب (605nm) چیست؟
طول موج اوج (λP) طول موج فیزیکی است که در آن توان خروجی نوری در بالاترین حد است. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبهشده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار CIE) است که بهترین تطابق با رنگ درکشده را دارد. برای یک منبع تکرنگه مانند الایدی، آنها اغلب نزدیک هستند، اما λd پارامتر استانداردی است که برای مشخصسازی رنگ الایدی برای اهداف طراحی استفاده میشود.
11. مورد عملی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک بلندگوی بلوتوث باریک.طراحی به یک الایدی نارنجی کممصرف برای نشان دادن حالت جفتشدن نیاز دارد. فضای موجود پشت گریل جلویی تنها 0.6mm است. یک الایدی استاندارد جا نمیشود. LTST-C191KFKT با ارتفاع 0.55mm انتخاب میشود. مدار از یک پین GPIO میکروکنترلر 3.3V استفاده میکند. مقاومت سری محاسبه میشود: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 اهم. یک مقاومت استاندارد 47 اهم انتخاب میشود که منجر به جریان حدود 19mA میشود. الگوی لند PCB مطابق با توصیه دیتاشیت طراحی میشود. الایدی در مکانی قرار میگیرد که حداقل گرما از آیسی تقویت کننده صدا دریافت کند. کد دسته انتخابشده "Q" است تا اطمینان حاصل شود که حتی در انتهای پایین محدوده دسته نیز روشنایی کافی حاصل میشود. مونتاژ از یک پروفایل ریفلو بدون سرب استاندارد با دمای اوج 250 درجه سلسیوس استفاده میکند.
12. معرفی اصل عملکرد
یک الایدی یک دیود پیوند p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه پیوند (لایه فعال ساخته شده از AlInGaP) تزریق میشوند. هنگامی که این الکترونها و حفرهها بازترکیب میشوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمههادی مورد استفاده در لایه فعال تعیین میشود. AlInGaP دارای گافی است که مربوط به نور در بخشهای قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد طیف است. لنز اپوکسی شفاف آبی، چیپ را کپسوله میکند، محافظت مکانیکی فراهم میکند و پرتو خروجی نور را شکل میدهد.
13. روندهای فناوری
روند در الایدیهای نشانگر و نور پسزمینه به سمت مینیاتوریسازی بیشتر، بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی) و بهبود بازتولید رنگ و یکنواختی ادامه دارد. همچنین تلاشی به سمت یکپارچهسازی وجود دارد، مانند الایدیهای دارای مقاومتهای محدودکننده جریان داخلی یا آیسیهای درایور. برای کاربردهای فوقباریک، الایدیهای بسته در مقیاس چیپ (CSP) که اساساً همان دی نیمههادی لخت با یک پوشش محافظ هستند، مرز بعدی در کاهش اندازه و ارتفاع بسته را نشان میدهند. با این حال، قطعاتی مانند LTST-C191KFKT تعادل عالی بین مینیاتوریسازی شدید، قابلیت تولید، قابلیت اطمینان و هزینه برای طیف گستردهای از کاربردهای فعلی ارائه میدهند.
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. |