فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی ولتاژ رو به جلو
- 3.2 دستهبندی شدت نور
- 3.3 دستهبندی طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایل لحیمکاری رفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 نگهداری و جابجایی
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 8.2 طراحی مدار درایو
- 8.3 تمیزکاری
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثالهای عملی طراحی و استفاده
- 12. اصل عملکرد
- 13. روندهای تکنولوژی
1. مرور کلی محصول
این سند، مشخصات فنی کامل الایدی LTST-C281KGKT را ارائه میدهد؛ یک الایدی چیپ نصبسطحی فوقنازک که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند روشنایی بالا و فاکتور فرم فشرده طراحی شده است. این قطعه از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور سبز استفاده میکند و بازده نوری برتری نسبت به تکنولوژیهای سنتی الایدی ارائه میدهد. اهداف اصلی طراحی آن، امکانپذیری چیدمانهای PCB با چگالی بالا، سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار و عملکرد قابل اطمینان تحت شرایط استاندارد لحیمکاری رفلو است.
مزایای اصلی این قطعه شامل پروفایل فوقالعاده کمارتفاع 0.35 میلیمتری آن است که برای کاربردهای با محدودیت شدید ارتفاع مانند نمایشگرهای فوقنازک، دستگاههای همراه و واحدهای نور پسزمینه حیاتی میباشد. این محصول به عنوان یک محصول سبز طبقهبندی شده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد که آن را برای طراحیهای دوستدار محیط زیست مناسب میسازد. پکیج بر روی نوار استاندارد صنعتی 8 میلیمتری سوار بر قرقرههای 7 اینچی عرضه میشود که ساخت با سرعت بالا توسط ماشینهای Pick-and-Place را تسهیل میکند.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
این مقادیر، محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیتها یا نزدیک به آن تضمین نشده و برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت باید از آن اجتناب کرد.
- توان تلف شده (Pd):75 میلیوات. این حداکثر توانی است که پکیج الایدی میتواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس به صورت گرما دفع کند. تجاوز از این حد، خطر گرمایش بیش از حد اتصال نیمههادی را در پی دارد که منجر به تخریب سریعتر یا خرابی فاجعهبار میشود.
- جریان مستقیم رو به جلو (IF):30 میلیآمپر. حداکثر جریان مستقیم پیوستهای که میتوان به الایدی اعمال کرد.
- جریان اوج رو به جلو:80 میلیآمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری دقیق 1/10 و عرض پالس 0.1 میلیثانیه مجاز است. این ریتینگ برای سناریوهای مالتیپلکسینگ یا نشانهگذاری سیگنال کوتاه مرتبط است.
- ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس فراتر از این مقدار میتواند باعث شکست اتصال PN الایدی شود.
- محدوده دمای کاری:40- تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که الایدی برای عملکرد صحیح در آن مشخص شده است.
- محدوده دمای انبارداری:40- تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمایی برای نگهداری در حالت غیرفعال.
- شرایط لحیمکاری مادون قرمز:260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه. این مشخصه، پروفایل دمای اوج و زمان را تعریف میکند که پکیج در طول فرآیند لحیمکاری رفلو بدون سرب میتواند تحمل کند.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
این پارامترها در شرایط تست استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازهگیری میشوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها عملکرد معمول دستگاه را تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv):35.0 میلیکاندلا (معمول)، با حداقل 18.0 میلیکاندلا. این معیار سنجش قدرت ادراک شده نور ساطع شده در یک جهت خاص است. با استفاده از ترکیب سنسور-فیلتری اندازهگیری میشود که تقریبی از منحنی پاسخ چشم انسان فوتوپیک (CIE) است.
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه (معمول). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار خود در محور مرکزی (0°) کاهش مییابد. یک زاویه دید گسترده مانند این، نشاندهنده الگوی انتشار پراکندهتر، شبیه لامبرتین است که برای نورپردازی سطحی مناسب میباشد.
- طول موج اوج تابش (λP):574 نانومتر. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده به حداکثر شدت خود میرسد.
- طول موج غالب (λd):571 نانومتر (معمول در IF=20mA). این مقدار از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشاندهنده طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ ادراک شده نور را توصیف میکند. نمایش دقیقتری از رنگ نسبت به طول موج اوج ارائه میدهد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر. این عرض طیف تابش در نصف حداکثر شدت آن است (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM). نیمعرض باریکتر نشاندهنده رنگ خالصتر طیفی و اشباعشدهتر است.
- ولتاژ رو به جلو (VF):2.4 ولت (معمول)، با حداکثر 2.4 ولت در IF=20mA. این افت ولتاژ دو سر الایدی هنگام کار در جریان مشخصشده است.
- جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. این جریان نشتی کوچکی است که هنگام اعمال ولتاژ معکوس مشخصشده جاری میشود.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، الایدیها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای عملکردی مرتب میشوند. LTST-C281KGKT از یک سیستم دستهبندی سهبعدی استفاده میکند.
3.1 دستهبندی ولتاژ رو به جلو
واحدها بر حسب ولت (V) اندازهگیری شده در IF=20mA است. تلرانس هر دسته ±0.1V میباشد.
- دسته 4: 1.90V (حداقل) - 2.00V (حداکثر)
- دسته 5: 2.00V - 2.10V
- دسته 6: 2.10V - 2.20V
- دسته 7: 2.20V - 2.30V
- دسته 8: 2.30V - 2.40V
این دستهبندی به طراحان اجازه میدهد الایدیهایی با Vf همخوان را برای کاربردهای نیازمند روشنایی یکنواخت در رشتههای سری یا تنظیم جریان دقیق انتخاب کنند.
3.2 دستهبندی شدت نور
واحدها بر حسب میلیکاندلا (mcd) اندازهگیری شده در IF=20mA است. تلرانس هر دسته ±15% میباشد.
- دسته M: 18.0 mcd (حداقل) - 28.0 mcd (حداکثر)
- دسته N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
- دسته P: 45.0 mcd - 71.0 mcd
- دسته Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd
این طبقهبندی، الایدیها را بر اساس خروجی روشنایی گروهبندی میکند و امکان انتخاب برای کاربردهای با نیازمندیهای حداقل شدت خاص را فراهم میآورد.
3.3 دستهبندی طول موج غالب
واحدها بر حسب نانومتر (nm) اندازهگیری شده در IF=20mA است. تلرانس هر دسته ±1 نانومتر میباشد.
- دسته C: 567.5 nm (حداقل) - 570.5 nm (حداکثر)
- دسته D: 570.5 nm - 573.5 nm
- دسته E: 573.5 nm - 576.5 nm
این دستهبندی، ثبات رنگ را تضمین میکند. الایدیهای درون یک دسته، برای چشم انسان سایهای تقریباً یکسان از رنگ سبز خواهند داشت که برای آرایهها و نمایشگرهای چند الایدی حیاتی است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 6 برای زاویه دید)، روابط معمول قابل توصیف است.
شدت نور در مقابل جریان رو به جلو (منحنی I-V):برای الایدیهای AlInGaP، شدت نور معمولاً تا نقطهای با جریان رو به جلو به صورت تقریباً خطی افزایش مییابد، پس از آن بازده ممکن است به دلیل افزایش گرما کاهش یابد. کار در یا زیر جریان توصیهشده 20mA، بازده بهینه و طول عمر را تضمین میکند.
ولتاژ رو به جلو در مقابل دما:ولتاژ رو به جلو (Vf) یک الایدی دارای ضریب دمایی منفی است؛ با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. این موضوع باید در مدارهای درایو با ولتاژ ثابت در نظر گرفته شود، زیرا افزایش دما میتواند منجر به افزایش جریان شود.
توزیع طیفی:طیف تابش حول طول موج غالب (معمولاً 571nm) متمرکز است. نیمعرض 15nm نشاندهنده باند نسبتاً باریکی از نور سبز است که به خلوص رنگ خوب کمک میکند. طول موج اوج ممکن است با افزایش دمای اتصال و جریان درایو، اندکی جابجا شود (معمولاً به سمت طولموجهای بلندتر).
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
این قطعه مطابق با طرح استاندارد پکیج EIA است. ویژگیهای ابعادی کلیدی شامل ارتفاع کلی 0.35mm میباشد که آن را به یک قطعه "فوقالعاده نازک" تبدیل میکند. طول و عرض در نقشه دقیق پکیج (ارجاع داده شده در دیتاشیت) تعریف شدهاند. تمامی ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس استاندارد ±0.10mm است، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. ماده لنز، شفاف (واترکلیر) است که استخراج نور را به حداکثر میرساند و الگوی زاویه دید مورد نظر را فراهم میکند.
5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
دیتاشیت شامل یک طرح پیشنهادی برای پدهای لحیمکاری است. طراحی صحیح پد برای دستیابی به اتصال لحیم قابل اطمینان، اطمینان از تراز صحیح در طول رفلو و مدیریت دفع گرما حیاتی است. کاتد معمولاً روی قطعه علامتگذاری شده است، اغلب توسط یک شکاف، یک نقطه سبز یا طول/شکل پایه متفاوت. ابعاد پد توصیهشده به جلوگیری از پدیده "تومبستونینگ" (ایستادن قطعه روی یک سر) در طول رفلو کمک کرده و تشکیل فیلههای لحیم خوب را تسهیل میکند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایل لحیمکاری رفلو
یک پروفایل رفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. این پروفایل با استانداردهای JEDEC مطابقت دارد و به عنوان یک هدف کلی عمل میکند. پارامترهای کلیدی شامل:
- پیشگرم:150-200 درجه سلسیوس.
- زمان پیشگرم:حداکثر 120 ثانیه برای اجازه گرمایش یکنواخت و فعالسازی فلاکس.
- دمای اوج:حداکثر 260 درجه سلسیوس. قطعه برای این دما به مدت 10 ثانیه ریت شده است.
- زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL):زمانی که در آن لحیم مذاب است باید کنترل شود تا پیوندهای بینفلزی خوبی تشکیل شود بدون اینکه به قطعه تنش بیش از حد وارد آید.
تأکید شده است که پروفایل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر مورد استفاده بستگی دارد. توصیه میشود برای خط مونتاژ خاص، کالیبراسیون انجام شود.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم لحیمکاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود:
- دمای هویه:حداکثر 300 درجه سلسیوس.
- زمان لحیمکاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پد. این کار باید تنها یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به چیپ الایدی و پکیج پلاستیکی جلوگیری شود.
6.3 نگهداری و جابجایی
- ملاحظات ESD (تخلیه الکترواستاتیک):قطعه نسبت به ESD حساس است. جابجایی باید با استفاده از مچبند، زیرانداز ضداستاتیک و تجهیزات زمینشده انجام شود.
- حساسیت به رطوبت:به عنوان یک پکیج پلاستیکی نصبسطحی، به جذب رطوبت حساس است. اگر بسته مهر و موم شده اصلی با سد رطوبتی باز شود، قطعات باید تحت شرایط نگهداری توصیهشده (≤30°C، ≤60% رطوبت نسبی) در عرض 672 ساعت (28 روز) تحت لحیمکاری رفلو مادون قرمز قرار گیرند. برای نگهداری فراتر از این مدت یا در محیطهای کنترلنشده، قبل از لحیمکاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت است تا از "پاپکورنینگ" (ترک خوردن پکیج به دلیل انبساط سریع بخار در طول رفلو) جلوگیری شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
بستهبندی استاندارد، نوار حامل 8 میلیمتری برجسته بر روی قرقرههای 7 اینچی (178mm) قطر است. هر قرقره حاوی 5000 قطعه میباشد. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل تعداد بستهبندی برای موجودی باقیمانده 500 قطعه اعمال میشود. مشخصات نوار و قرقره مطابق با ANSI/EIA-481 است. جیبهای خالی در نوار با یک نوار پوشش رویی مهر و موم شدهاند تا از قطعات محافظت کنند. حداکثر تعداد مجاز قطعات مفقود شده متوالی (جیبهای خالی) طبق استاندارد، دو عدد است.
8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
این الایدی برای طیف گستردهای از کاربردها مناسب است از جمله، اما نه محدود به: نشانگرهای وضعیت روی الکترونیک مصرفی (تلفنها، تبلتها، لپتاپها)، نور پسزمینه برای LCDهای کوچک یا صفحهکلیدها، نورپردازی تزئینی، نورپردازی داخلی خودرو و نشانگرهای پنل عمومی. پروفایل نازک آن، آن را برای طراحیهای با محدودیت فضا ایدهآل میسازد.
8.2 طراحی مدار درایو
محدود کردن جریان ضروری است:الایدیها دستگاههای جریانمحور هستند. همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک مدار درایور جریان ثابت استفاده شود تا از تجاوز از حداکثر جریان مستقیم رو به جلو (30mA) جلوگیری شود. مقدار مقاومت را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (ولتاژ منبع - Vf_الایدی) / جریان_مورد_نظر. با استفاده از Vf معمول 2.4V و جریان مورد نظر 20mA با منبع 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 اهم. یک مقاومت استاندارد 130 یا 150 اهم مناسب خواهد بود.
مدیریت حرارتی:اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 75mW)، اطمینان از مساحت کافی مس PCB در اطراف پدهای حرارتی (در صورت مشخص شدن) یا عرض کلی تریس به دفع گرما کمک میکند، که بازده و طول عمر الایدی را حفظ میکند، به ویژه در محیطهای با دمای محیط بالا یا هنگام درایو با جریانهای بالاتر.
8.3 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، تنها باید از حلالهای مشخصشده استفاده شود. غوطهور کردن الایدی در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. استفاده از تمیزکنندههای شیمیایی نامشخص یا خشن میتواند به پکیج پلاستیکی و لنز آسیب برساند و منجر به تغییر رنگ یا ترک خوردگی شود.
9. مقایسه و تمایز فنی
عوامل تمایزدهنده اصلی این قطعه،ارتفاع فوقنازک 0.35 میلیمتری آنو استفاده ازتکنولوژی AlInGaPبرای چیپ سبز است.
- در مقابل پکیجهای سنتی الایدی:در مقایسه با پکیجهای قدیمی الایدی (مثلاً 3mm یا 5mm ترو-هول)، این الایدی چیپ SMD، فوتپرینت و پروفایل به طور چشمگیری کوچکتری ارائه میدهد و طراحیهای مینیاتوری مدرن را ممکن میسازد. همچنین امکان مونتاژ کاملاً خودکار را فراهم میکند.
- AlInGaP در مقابل سایر تکنولوژیها:برای رنگهای سبز و زرد، الایدیهای AlInGaP عموماً بازده نوری بالاتر و پایداری دمایی بهتری نسبت به تکنولوژیهای قدیمیتر مانند گالیم فسفید (GaP) ارائه میدهند. این امر منجر به خروجی پرنورتر و رنگ یکنواختتر در طیف وسیعی از شرایط کاری میشود.
- لنز واترکلیر:لنز واترکلیر (غیر پخشکننده)، بالاترین خروجی نور ممکن و یک الگوی زاویه دید بهخوبی تعریفشده را فراهم میکند، در مقابل لنز پخشکننده که نور را به طور گستردهتری پراکنده میکند تا ظاهری نرمتر ایجاد کند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: آیا میتوانم این الایدی را با 3.3V و بدون مقاومت درایو کنم؟
ج: خیر. بدون مقاومت محدودکننده جریان، اعمال مستقیم 3.3V احتمالاً جریانی بسیار فراتر از حداکثر 30mA را تحمیل میکند و فوراً به الایدی آسیب میزند. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید.
س: تفاوت بین طول موج اوج (574nm) و طول موج غالب (571nm) چیست؟
ج: طول موج اوج جایی است که توان طیفی در بالاترین حد است. طول موج غالب از ادراک رنگ (نمودار CIE) مشتق شده و نماینده بهتری از رنگ واقعی ادراک شده است. آنها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند، به ویژه برای الایدیهایی با طیفهای نامتقارن.
س: زاویه دید 130 درجه است. آیا این به معنای آن است که نور تنها درون این مخروط قابل مشاهده است؟
ج: خیر، نور در الگویی تقریباً نیمکرهای منتشر میشود، اما شدت آن با زاویه کاهش مییابد. مشخصه 130 درجه، زاویهای است که در آن شدت به نصف مقدار روی محور (0°) میرسد. مقداری نور هنوز خارج از این زاویه قابل مشاهده است، اما به طور قابل توجهی کمنورتر است.
س: چرا زمان نگهداری پس از باز کردن بسته به 672 ساعت محدود شده است؟
ج: این به دلیل سطح حساسیت به رطوبت (MSL) است. پکیج پلاستیکی میتواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول گرمای زیاد لحیمکاری رفلو، این رطوبت میتواند به سرعت به بخار تبدیل شود و باعث فشار داخلی شود که میتواند پکیج را ترک دهد ("پاپکورنینگ"). محدودیت 672 ساعتی با فرض نگهداری صحیح است؛ پخت، رطوبت جذب شده را حذف میکند.
11. مثالهای عملی طراحی و استفاده
مثال 1: نوار وضعیت چند الایدی:طراحی یک نوار وضعیت 5 بخشی روی یک دستگاه قابل حمل. برای اطمینان از روشنایی و رنگ یکنواخت، الایدیهایی از یک دسته شدت نور (مثلاً همه از دسته N) و یک دسته طول موج غالب (مثلاً همه از دسته D) مشخص کنید. آنها را با یک مدار جریان ثابت مشترک یا مقاومتهای جداگانه که با استفاده از حداکثر Vf از دسته ولتاژ رو به جلو (مثلاً دسته 8، 2.4V) محاسبه شدهاند درایو کنید تا حتی با بدترین حالت تغییرات Vf، همه الایدیها روشن شوند.
مثال 2: نور پسزمینه یک کلید غشایی نازک:ارتفاع 0.35mm در اینجا حیاتی است. الایدی میتواند مستقیماً پشت یک آیکون نیمهشفاف روی یک لایه غشایی قرار گیرد بدون اینکه تقریباً هیچ ضخامت اضافی ایجاد کند. یک جریان 10-15mA (به جای 20mA) ممکن است کافی باشد، که مصرف توان و تولید گرما را کاهش میدهد در حالی که هنوز روشنایی کافی در یک محیط تاریک فراهم میکند.
12. اصل عملکرد
LTST-C281KGKT یک منبع نور نیمههادی مبتنی بر یک اتصال PN تشکیل شده از مواد AlInGaP است. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو فراتر از پتانسیل داخلی اتصال اعمال میشود، الکترونها از ناحیه N-type و حفرهها از ناحیه P-type به ناحیه فعال تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی به شکل فوتون (نور) آزاد میشود. گاف انرژی خاص آلیاژ AlInGaP، طول موج (رنگ) فوتونهای ساطع شده را تعیین میکند که در این مورد در ناحیه سبز طیف مرئی (~571nm) است. پکیج اپوکسی واترکلیر به عنوان یک لنز عمل میکند، خروجی نور را شکل میدهد و محافظت مکانیکی و محیطی برای چیپ نیمههادی شکننده فراهم میکند.
13. روندهای تکنولوژی
توسعه الایدیهایی مانند LTST-C281KGKT چندین روند کلیدی صنعت را دنبال میکند:
- مینیاتوریسازی:کاهش مداوم در اندازه پکیج (فوتپرینت و ارتفاع) برای امکانپذیر ساختن محصولات الکترونیکی هرچه کوچکتر و نازکتر.
- افزایش بازده:پیشرفتها در رشد اپیتاکسیال و طراحی چیپ (مانند استفاده از AlInGaP)، لومن بر وات (lm/W) بالاتری به دست میدهد و مصرف توان را برای یک خروجی نور معین کاهش میدهد.
- افزایش قابلیت اطمینان و سازگاری:بهبودها در مواد و ساختار پکیج، تحمل دمایی بالاتر را ممکن میسازند، مانند تحمل پروفایلهای رفلو بدون سرب 260 درجه سلسیوس که اکنون یک استاندارد صنعتی است.
- استانداردسازی و اتوماسیون:اتخاذ طرحهای پکیج استاندارد (EIA) و بستهبندی نوار و قرقره، برای سازگاری با خطوط مونتاژ تکنولوژی نصبسطحی (SMT) خودکار با حجم بالا حیاتی است و هزینههای تولید را کاهش میدهد.
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. |