فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نورانی
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 ویژگیهای دمایی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
- 5.3 بستهبندی نوار و قرقره
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایلهای لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری موجی و دستی
- 6.3 تمیزکاری
- 6.4 ذخیرهسازی و جابجایی
- 7. پیشنهادات کاربردی
- 7.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مورد عملی طراحی
- 11. معرفی اصل عملکرد
- 12. روندهای توسعه
1. مرور کلی محصول
LTST-C193KGKT-2A یک الایدی چیپ از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و دارای محدودیت فضا طراحی شده است. عملکرد اصلی آن تأمین یک منبع نور سبز روشن و قابل اعتماد است. مزیت اصلی این قطعه در پروفیل فوقالعاده باریک آن با ضخامت تنها 0.35 میلیمتر نهفته است که آن را برای کاربردهایی که فضای عمودی بسیار محدود است، مانند نمایشگرهای فوقنازک، دستگاههای همراه و فناوریهای پوشیدنی مناسب میسازد. این قطعه از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای ناحیه نوردهنده استفاده میکند که به دلیل تولید نور با بازدهی بالا در طیف سبز تا کهربایی شناخته شده است. دستگاه در بستهبندی استاندارد صنعتی نوار 8 میلیمتری روی قرقره 7 اینچی عرضه میشود که تضمینکننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار پیکاندپلیس با سرعت بالا است. این محصول به عنوان یک محصول سبز طبقهبندی شده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
این مقادیر محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیتها یا فراتر از آن تضمین نمیشود.
- توان تلف شده (Pd):75 میلیوات. این حداکثر توانی است که بسته الایدی میتواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس به صورت گرما تلف کند. تجاوز از این مقدار میتواند منجر به گرمای بیش از حد و کاهش طول عمر شود.
- جریان مستقیم (IF):30 میلیآمپر. حداکثر جریان پیوستهای که میتوان به الایدی اعمال کرد.
- جریان مستقیم پیک:80 میلیآمپر، اما تنها تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این امکان دورههای کوتاه روشنایی بیشتر را بدون آسیب حرارتی فراهم میکند.
- درجهبندی کاهشی:حداکثر جریان مستقیم باید به ازای هر درجه سلسیوس افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سلسیوس، به صورت خطی 0.4 میلیآمپر کاهش یابد. این امر برای مدیریت حرارتی در محیطهای با دمای بالا بسیار مهم است.
- ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر از این مقدار میتواند باعث خرابی فوری و فاجعهبار پیوند الایدی شود.
- محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی:55- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. دستگاه برای کارکرد و ذخیرهسازی در این محدوده وسیع دمای صنعتی درجهبندی شده است.
- تحمل دمای لحیمکاری:الایدی میتواند لحیمکاری موجی یا ریفلو مادون قرمز را در دمای 260 درجه سلسیوس تا حداکثر 5 ثانیه، و لحیمکاری فاز بخار را در دمای 215 درجه سلسیوس تا حداکثر 3 دقیقه تحمل کند. این امر سازگاری آن با فرآیندهای رایج مونتاژ PCB را تعریف میکند.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25 درجه سلسیوس و جریان آزمایش استاندارد (IF) 2mA اندازهگیری شدهاند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
- شدت نورانی (Iv):از حداقل 1.80 میلیکاندلا تا حداکثر 11.2 میلیکاندلا متغیر است. مقدار واقعی برای یک واحد خاص به کد دسته (بین) اختصاص داده شده به آن بستگی دارد (به بخش 3 مراجعه کنید). شدت نور با یک فیلتر که تقریبی از منحنی پاسخ فتوبیک (چشم انسان) است اندازهگیری میشود.
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه. این یک زاویه دید بسیار وسیع است، به این معنی که نور ساطع شده در یک ناحیه گسترده پخش میشود تا اینکه یک پرتو باریک باشد. زاویه به عنوان نقطهای تعریف میشود که در آن شدت نورانی به نصف مقدار خود در محور مستقیم (0 درجه) کاهش مییابد.
- طول موج تابش پیک (λP):574 نانومتر. این طول موج خاصی است که در آن الایدی بیشترین توان نوری را ساطع میکند.
- طول موج غالب (λd):از 564.5 نانومتر تا 573.5 نانومتر متغیر است. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود و رنگ (در اینجا سبز) را تعریف میکند. این مقدار از خروجی طیفی کامل و نمودار رنگی CIE استخراج میشود. دستههای خاصی در این محدوده تعریف شدهاند.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر. این نشاندهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است. مقدار کوچکتر نشاندهنده منبع تکرنگتر (رنگ خالصتر) است.
- ولتاژ مستقیم (VF):در IF=2mA از 1.60 ولت تا 2.20 ولت متغیر است. این افت ولتاژ در دو سر الایدی هنگامی است که جریان را هدایت میکند. این یک پارامتر حیاتی برای طراحی مدار محدودکننده جریان است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. این جریان نشتی کوچکی است که هنگامی که الایدی در محدوده حداکثر مجاز خود بایاس معکوس شده است، جریان مییابد.
- ظرفیت خازنی (C):40 پیکوفاراد اندازهگیری شده در بایاس 0 ولت و فرکانس 1 مگاهرتز. این ظرفیت خازنی پارازیتی میتواند در کاربردهای سوئیچینگ با فرکانس بالا مرتبط باشد.
- آستانه تخلیه الکترواستاتیک (ESD) (HBM):1000 ولت (مدل بدن انسان). این نشاندهنده سطح متوسطی از حساسیت ESD است. رعایت روشهای صحیح حمل و نقل ESD برای جلوگیری از آسیب پنهان یا فوری الزامی است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، الایدیها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای عملکردی مرتب میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد از نظر روشنایی و رنگ را برآورده میکنند.
3.1 دستهبندی شدت نورانی
واحدها بر اساس شدت نورانی اندازهگیری شده در 2mA در چهار دسته (G, H, J, K) دستهبندی میشوند. هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر است، با تلرانس +/-15% روی هر دسته شدت نور.
- دسته G:1.80 - 2.80 میلیکاندلا
- دسته H:2.80 - 4.50 میلیکاندلا
- دسته J:4.50 - 7.10 میلیکاندلا
- دسته K:7.10 - 11.20 میلیکاندلا
3.2 دستهبندی طول موج غالب
واحدها همچنین بر اساس طول موج غالب خود که سایه دقیق رنگ سبز را تعریف میکند، در سه گروه (B, C, D) دستهبندی میشوند. تلرانس برای هر دسته +/- 1 نانومتر است.
- دسته B:564.5 - 567.5 نانومتر
- دسته C:567.5 - 570.5 نانومتر
- دسته D:570.5 - 573.5 نانومتر
شماره قطعه کامل (مثلاً LTST-C193KGKT-2A) این کدهای دسته را در بر میگیرد و امکان انتخاب دقیق را فراهم میکند. حرف \"K\" نشاندهنده دسته شدت نور و حرف بعدی (که به طور ضمنی در مثال دیتاشیت آمده) نشاندهنده دسته طول موج خواهد بود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (شکل 1، شکل 6)، رفتار معمولی آنها را میتوان بر اساس فناوری توصیف کرد.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
یک الایدی AlInGaP یک منحنی I-V مشخصه با ولتاژ مستقیم (VF) در محدوده 1.6-2.2 ولت در جریان کم (2mA) نشان میدهد. با افزایش جریان مستقیم، VF به صورت لگاریتمی افزایش مییابد. این رابطه غیرخطی دلیل این است که الایدیها باید توسط یک منبع جریان یا با یک مقاومت سری محدودکننده جریان راهاندازی شوند، نه یک منبع ولتاژ ثابت.
4.2 شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم
خروجی نور (شدت نورانی) در یک محدوده عملیاتی قابل توجه تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، در جریانهای بسیار بالا، بازده به دلیل افزایش تولید گرما (اثر افت) کاهش مییابد. جریان DC درجهبندی شده 30mA یک نقطه عملیاتی ایمن برای حفظ بازده و طول عمر تعریف میکند.
4.3 ویژگیهای دمایی
ولتاژ مستقیم (VF) یک الایدی دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد. در مقابل، شدت نورانی و طول موج غالب نیز با دما تغییر میکنند؛ معمولاً با افزایش دما، شدت کاهش مییابد و طول موج ممکن است کمی افزایش یابد (انتقال به قرمز). مشخصه درجهبندی کاهشی (0.4 mA/°C) نتیجه مستقیم نیاز به مدیریت این اثرات حرارتی است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
الایدی دارای فرم فاکتور بسته چیپ استاندارد EIA است. ابعاد کلیدی شامل طول 1.6 میلیمتر، عرض 0.8 میلیمتر و ارتفاع حیاتی 0.35 میلیمتر است. تمام تلرانسهای ابعادی معمولاً ±0.10 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. بسته دارای لنز شفاف آبی است که رنگ چیپ AlInGaP زیرین را تغییر نمیدهد و اجازه میدهد نور سبز ذاتی از آن عبور کند.
5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد
دیتاشیت شامل یک طرح پد لحیمکاری پیشنهادی (الگوی لند) برای طراحی PCB است. رعایت این الگو برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب در حین ریفلو ضروری است. خود الایدی دارای نشانههای آند و کاتد است (معمولاً یک شکاف، سطح مورب یا نقطه نزدیک کاتد). قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ رعایت شود، زیرا اتصال معکوس از کارکرد جلوگیری میکند و در صورت تجاوز از ریتینگ ولتاژ معکوس ممکن است به دستگاه آسیب برساند.
5.3 بستهبندی نوار و قرقره
قطعات بر روی نوار حامل برجسته 8 میلیمتری که روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند عرضه میشوند. هر قرقره حاوی 5000 قطعه است. بستهبندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA 481-1-A-1994 است که تضمینکننده سازگاری با فیدرهای خودکار است. نوار دارای درپوش مهر و موم شده برای محافظت از قطعات در برابر آلودگی است. مشخصات اجازه حداکثر دو قطعه مفقوده متوالی و حداقل مقدار بستهبندی 500 قطعه برای قرقرههای باقیمانده را میدهد.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایلهای لحیمکاری ریفلو
دیتاشیت پروفایلهای ریفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی را برای هر دو فرآیند لحیم معمولی (قلع-سرب) و بدون سرب (SnAgCu) ارائه میدهد. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- پیشگرم:یک افزایش تدریجی تا دمای خیساندن (مثلاً 120-150 درجه سلسیوس) برای فعالسازی فلاکس و به حداقل رساندن شوک حرارتی.
- دمای پیک:نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند. زمان بالاتر از نقطه مایع (برای لحیم بدون سرب، ~217 درجه سلسیوس) و زمان در دمای پیک باید کنترل شود تا از آسیب به بسته پلاستیکی الایدی و اتصالات سیم داخلی جلوگیری شود. توصیه حداکثر 5 ثانیه در 260 درجه سلسیوس است.
- نرخ خنکسازی:فاز خنکسازی کنترل شده نیز برای قابلیت اطمینان اتصال مهم است.
6.2 لحیمکاری موجی و دستی
برای لحیمکاری موجی، پیشگرم تا 100 درجه سلسیوس برای حداکثر 60 ثانیه پیشنهاد میشود، با موج لحیم در حداکثر 260 درجه سلسیوس تا 10 ثانیه. برای تعمیر دستی با هویه، دمای نوک نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر اتصال، فقط یک بار، محدود شود تا از انتقال حرارت بیش از حد جلوگیری شود.
6.3 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، فقط باید از حلالهای الکلی مشخص شده مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. الایدی باید در دمای معمولی کمتر از یک دقیقه غوطهور شود. تمیزکنندههای شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا مواد بسته آسیب برسانند.
6.4 ذخیرهسازی و جابجایی
الایدیها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% ذخیره شوند. پس از خارج شدن از کیسه اصلی ضد رطوبت، قطعات باید ظرف 672 ساعت (28 روز) ریفلو شوند تا از جذب رطوبت که میتواند باعث \"ترکیدن\" در حین ریفلو شود، جلوگیری شود. برای ذخیرهسازی طولانیتر خارج از کیسه اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده خشککن یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. اگر بیش از 672 ساعت ذخیره شدهاند، قبل از مونتاژ نیاز به پخت در دمای 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 24 ساعت برای خارج کردن رطوبت وجود دارد.
7. پیشنهادات کاربردی
7.1 سناریوهای کاربردی معمول
این الایدی سبز فوقباریک و روشن برای موارد زیر ایدهآل است:
- شاخصهای وضعیت:شاخصهای برق، اتصال یا حالت در الکترونیک مصرفی (تلفنهای هوشمند، تبلتها، لپتاپها، پوشیدنیها).
- نور پسزمینه:نوردهی لبهای برای پنلهای نمایشگر بسیار نازک یا روشنایی صفحه کلید.
- نورپردازی داخلی خودرو:شاخصهای داشبورد، نور پسزمینه کلیدها (در جایی که فضا محدود است).
- پنلهای کنترل صنعتی:شاخصهای وضعیت و خطا روی واحدهای کنترل و رابطهای انسان-ماشین (HMI).
7.2 ملاحظات طراحی
- راهاندازی جریانی:الایدیها دستگاههای جریانی هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام استفاده از چندین الایدی به صورت موازی، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر الایدی استفاده کرد (مدل مدار A). اتصال مستقیم الایدیها به صورت موازی (مدل مدار B) به دلیل تغییرات در ولتاژ مستقیم (VF) آنها توصیه نمیشود، زیرا باعث تقسیم نابرابر جریان و در نتیجه روشنایی ناهموار میشود.
- مدیریت حرارتی:حتی با توان کم آن، چیدمان مناسب PCB برای دفع گرما مهم است، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیط بالا. منحنی درجهبندی کاهشی جریان را دنبال کنید.
- محافظت در برابر ESD:در صورت قرار گرفتن الایدی در یک مکان در معرض دید (مثلاً یک شاخص روی پنل جلویی)، اقدامات محافظتی ESD را در مدار پیادهسازی کنید. همیشه در حین مونتاژ روشهای جابجایی ایمن ESD را رعایت کنید: از مچبندهای زمینشده، زیراندازهای ضد استاتیک و تجهیزات به درستی زمینشده استفاده کنید.
8. مقایسه و تمایز فنی
عوامل تمایز اصلی LTST-C193KGKT-2A عبارتند ازارتفاع 0.35 میلیمتریوفناوری AlInGaP. در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند الایدیهای سبز استاندارد GaP (گالیم فسفید)، AlInGaP بازده نورانی به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به خروجی روشنتر برای همان جریان راهاندازی میشود. پروفایل فوقباریک یک مزیت کلیدی نسبت به بسیاری از الایدیهای چیپ استاندارد (که اغلب 0.6 میلیمتر یا بلندتر هستند) است و امکان طراحی در دستگاههای نازک نسل بعدی را فراهم میکند. سازگاری آن با فرآیندهای ریفلو بدون سرب و با دمای بالا نیز آن را برای خطوط تولید مدرن و مطابق با RoHS مناسب میسازد.
9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: آیا میتوانم این الایدی را مستقیماً از منبع منطقی 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟
پاسخ: خیر. شما باید از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع 3.3V و VF معمولی 1.9V در 2mA، مقدار مقاومت مورد نیاز R = (3.3V - 1.9V) / 0.002A = 700 اهم است. همیشه بر اساس حداکثر VF محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود جریان از مقدار مورد نظر تجاوز نمیکند.
سوال 2: چرا چنین محدوده وسیعی در شدت نورانی (1.8 تا 11.2 میلیکاندلا) وجود دارد؟
پاسخ: این گستره کلی تولید است. سیستم دستهبندی (G, H, J, K) به شما امکان میدهد یک محدوده روشنایی خاص و باریکتر را برای کاربرد خود انتخاب کنید تا از یکنواختی در تمام واحدهای محصول خود اطمینان حاصل کنید.
سوال 3: آیا این الایدی برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
پاسخ: محدوده دمای کارکرد (55- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس) از بسیاری از محیطهای بیرونی پشتیبانی میکند. با این حال، بسته پلاستیکی ممکن است در طول دورههای بسیار طولانی در برابر تخریب UV و نفوذ رطوبت آسیبپذیر باشد. برای کاربردهای سخت فضای باز، باید الایدیهایی با بستههای واجد شرایط خاص فضای باز در نظر گرفته شوند.
سوال 4: اگر از ولتاژ معکوس 5V تجاوز کنم چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: پیوند الایدی احتمالاً دچار شکست بهمنی میشود که باعث خرابی فوری و دائمی (اتصال باز یا اتصال کوتاه) میشود. همیشه اطمینان حاصل کنید که طراحی مدار از بایاس معکوس فراتر از این ریتینگ جلوگیری میکند.
10. مورد عملی طراحی
سناریو:طراحی یک شاخص وضعیت برای یک ماژول سنسور IoT با باتری. شاخص باید بسیار کوچک، کممصرف و به وضوح قابل مشاهده باشد. یک الایدی سبز برای وضعیت \"فعال/عادی\" انتخاب شده است.
پیادهسازی:
1. انتخاب قطعه:LTST-C193KGKT-2A به دلیل ارتفاع 0.35 میلیمتری و روشنایی خوب در جریان کم انتخاب شده است.
2. طراحی مدار:ماژول از باتری سکهای 3.0V استفاده میکند. برای صرفهجویی در توان، جریان راهاندازی 2mA انتخاب شده است. با استفاده از حداکثر VF برابر 2.20V برای یک طراحی محافظهکارانه: R = (3.0V - 2.20V) / 0.002A = 400 اهم. از یک مقاومت استاندارد 390 اهمی استفاده شده است.
3. چیدمان PCB:ابعاد پد لحیم پیشنهادی از دیتاشیت استفاده شده است. الایدی نزدیک لبه برد برای دید قرار گرفته است. از ریختن زمین کوچک زیر الایدی اجتناب شده است تا از مشکلات مکش لحیم در حین ریفلو جلوگیری شود.
4. نتیجه:شاخص روشنایی کافی با حداقل مصرف توان (تقریباً 6mW کل برای الایدی و مقاومت) فراهم میکند و بسته فوقباریک در محفظه نازک دستگاه جای میگیرد.
11. معرفی اصل عملکرد
نوردهی در یک الایدی AlInGaP بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال (چاه کوانتومی) تزریق میشوند. هنگامی که یک الکترون با یک حفره بازترکیب میشود، انرژی به شکل یک فوتون آزاد میشود. طول موج خاص (رنگ) این فوتون توسط انرژی گاف نواری ترکیب آلیاژ AlInGaP مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین میشود. یک گاف نواری وسیعتر نور با طول موج کوتاهتر (آبیتر) تولید میکند؛ آلیاژ خاص برای این الایدی برای تولید نور سبز با پیک حدود 574 نانومتر طراحی شده است. لنز اپوکسی شفاف آبی چیپ را محصور میکند، محافظت مکانیکی فراهم میکند و به شکلدهی خروجی نور به زاویه دید وسیع 130 درجه کمک میکند.
12. روندهای توسعه
روند در الایدیهای چیپ برای الکترونیک مصرفی و صنعتی به سمت موارد زیر ادامه دارد:
1. افزایش بازده (لومن بر وات):بهبودهای مستمر در علم مواد در فناوریهای AlInGaP و InGaN (برای آبی/سفید) برای خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد ورودی الکتریکی فشار میآورند که مصرف توان و تولید گرما را کاهش میدهد.
2. کوچکسازی:تلاش برای دستگاههای نازکتر و کوچکتر، الایدیهایی با ردپای (ابعاد XY) و به طور حیاتی، ارتفاع (بعد Z) هرچه کاهشیافتهتر را طلب میکند. ارتفاع 0.35 میلیمتری این الایدی نشاندهنده این روند است.
3. بهبود یکنواختی رنگ و دستهبندی:تلرانسهای تنگتر دستهبندی برای طول موج و شدت در حال تبدیل شدن به استاندارد هستند که امکان ظاهر بصری یکنواختتر در کاربردهایی که از چندین الایدی استفاده میکنند را فراهم میکند.
4. افزایش قابلیت اطمینان:بهبود در مواد بسته (اپوکسی، سیلیکون) برای تحمل پروفایلهای ریفلو با دمای بالاتر (برای مونتاژ بدون سرب) و شرایط محیطی سختتر.
5. یکپارچهسازی:در حالی که الایدیهای گسسته حیاتی باقی میمانند، یک روند موازی به سمت ماژولهای الایدی یکپارچه با درایورهای داخلی، کنترلرها و چندین رنگ در یک بسته واحد برای کاربردهای نورپردازی هوشمند وجود دارد.
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. |