دیتاشیت ال ای دی UVA مدل ELUA2835TG0 - بسته‌بندی 2.8x3.5 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 3.0-4.0 ولت - جریان 150 میلی‌آمپر - طول موج اوج 360-400 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

سری ELUA2835TG0 نمایانگر یک دیود نورافشان فرابنفش-آ (UVA) فشرده و با عملکرد بالا است که برای کاربردهای فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده است. این محصول برای ارائه بازدهی بالا و عملکرد قابل اعتماد در حداقل فضای ممکن مهندسی شده و آن را برای ادغام در طراحی‌های با محدودیت فضا مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این ال‌ای‌دی شامل مصرف برق پایین، زاویه دید گسترده 100 درجه و ابعاد فشرده 2.8 در 3.5 میلی‌متر است. این قطعه دارای محافظ داخلی در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) با درجه 2 کیلوولت است که استحکام آن را در حین جابجایی و مونتاژ افزایش می‌دهد. دستگاه کاملاً با مقررات RoHS، بدون سرب، EU REACH و بدون هالوژن (با برم <900ppm، کلر <900ppm، Br+Cl <1500ppm) مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با الزامات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. کاربردهای هدف آن عمدتاً در طیف UVA است، از جمله پخت ناخن UV، سیستم‌های تشخیص اسکناس و مدارهای جذب حشرات.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیری عینی و دقیق از پارامترهای فنی کلیدی ذکر شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

حداکثر جریان مستقیم پیوسته (I_F) برای این دستگاه 180 میلی‌آمپر در نظر گرفته شده است، اگرچه معمولاً در 150 میلی‌آمپر کار می‌کند. حداکثر دمای اتصال (T_J) 90 درجه سانتی‌گراد است که پارامتری حیاتی برای طراحی مدیریت حرارتی محسوب می‌شود. مقاومت حرارتی از اتصال به محیط (R_th) 15 درجه سانتی‌گراد بر وات مشخص شده است. محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی از 40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که نشان‌دهنده مناسب بودن برای محیط‌های سخت است.

2.2 مشخصات نورسنجی و الکتریکی

نامگذاری محصول مشخصات دقیقی را آشکار می‌سازد. به عنوان مثال، یک شماره قطعه معمولی ELUA2835TG0-P6070SC53040150-VA1D(CM) نشان‌دهنده طول موج اوج در محدوده 360-370 نانومتر (P6070) با حداقل شار تابشی 210 میلی‌وات (بین SC3)، مقدار معمول 240 میلی‌وات و حداکثر 270 میلی‌وات است. ولتاژ مستقیم آن (V_F) در جریان 150 میلی‌آمپر بین 3.0 تا 4.0 ولت مشخص شده است. یک واریانت دیگر، ELUA2835TG0-P9000SC13040150-VA1D(CM)، طول موج 390-400 نانومتر را هدف قرار داده و مشخصات الکتریکی مشابه اما شار تابشی معمولی کمی بالاتر (250 میلی‌وات) دارد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

تولیدکننده از یک سیستم دسته‌بندی دقیق استفاده می‌کند تا یکنواختی را تضمین و انعطاف‌پذیری طراحی را فراهم کند.

3.1 دسته‌بندی شار تابشی

شار تابشی در دسته‌هایی مانند SC3 (210-250 میلی‌وات)، SC5 (250-270 میلی‌وات)، SC7 (270-300 میلی‌وات) و SC9 (300-330 میلی‌وات) دسته‌بندی شده است. اندازه‌گیری‌ها دارای تلرانس ±10% هستند. طراحان می‌توانند بر اساس خروجی نوری مورد نیاز برای کاربرد خود، دسته مناسب را انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی طول موج اوج

طول موج به شدت کنترل می‌شود. برای ناحیه 365 نانومتر، دسته‌ها W36A (360-365 نانومتر) و W36B (365-370 نانومتر) هستند. برای ناحیه 395 نانومتر، دسته‌ها W39A (390-395 نانومتر) و W39B (395-400 نانومتر) هستند. تلرانس اندازه‌گیری ±1 نانومتر است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در بازه‌های 0.1 ولتی از 3.0 تا 4.0 ولت دسته‌بندی شده است (مثلاً 3031 برای 3.0-3.1 ولت، 3132 برای 3.1-3.2 ولت و غیره). این امر تطابق جریان بهتری را هنگامی که چندین ال‌ای‌دی به صورت سری استفاده می‌شوند، امکان‌پذیر می‌سازد. تلرانس اندازه‌گیری ±2% است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین نمودار ارائه می‌دهد که عملکرد را تحت شرایط مختلف مشخص می‌کنند. تمامی منحنی‌ها برای هر دو واریانت 365 نانومتر و 395 نانومتر در دمای زیرلایه 25 درجه سانتی‌گراد ارائه شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (منحنی IV)

نمودار رابطه غیرخطی معمول دیودها را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم با افزایش جریان افزایش می‌یابد. در جریان نامی 150 میلی‌آمپر، V_Fبرای ال‌ای‌دی 365 نانومتر تقریباً 3.4 ولت و برای ال‌ای‌دی 395 نانومتر کمی بالاتر است. این اطلاعات برای طراحی درایور حیاتی است.

4.2 شار تابشی نسبی در مقابل جریان مستقیم

شار خروجی با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما در جریان‌های بالاتر، به ویژه برای ال‌ای‌دی 395 نانومتر، نشانه‌هایی از اشباع نشان می‌دهد. کارکرد در 150 میلی‌آمپر به نظر می‌رسد در ناحیه‌ای کارآمد قبل از افت قابل توجه بازدهی قرار دارد.

4.3 توزیع طیفی نسبی

نمودارها قله‌های گسیل باریکی را نشان می‌دهند که حول 365 نانومتر و 395 نانومتر متمرکز شده‌اند و گسیل UVA را تأیید می‌کنند. گسیل نور مرئی حداقل است که برای کاربردهای UV خالص مطلوب است.

4.4 وابستگی به دما

پارامترهای کلیدی در مقابل دمای زیرلایه در یک جریان ثابت 150 میلی‌آمپر ترسیم شده‌اند. شار تابشی نسبی با افزایش دما کاهش می‌یابد و ال‌ای‌دی 365 نانومتر اثر خاموش‌شدگی حرارتی بارزتری نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم به صورت خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد. طول موج اوج با افزایش دما به سمت طول‌موج‌های بلندتر (انتقال به سرخ) جابجا می‌شود.

4.5 منحنی کاهش ظرفیت (دری‌ریتینگ)

یک نمودار حیاتی حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای زیرلایه نشان می‌دهد. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن به صورت خطی کاهش می‌یابد. برای اطمینان از عدم تجاوز دمای اتصال از 90 درجه سانتی‌گراد و حفظ قابلیت اطمینان بلندمدت، باید از این منحنی پیروی کرد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 نقشه ابعادی

نقشه مکانیکی ابعاد بسته‌بندی 2.8 میلی‌متر (طول) در 3.5 میلی‌متر (عرض) را مشخص می‌کند. ارتفاع لنز نیز تعریف شده است. تلرانس‌ها ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نقشه به وضوح پدهای آند و کاتد را مشخص می‌کند. یک نکته حیاتی مشخص می‌کند که پد حرارتی از نظر الکتریکی به کاتد متصل است. طراحان باید این موضوع را در طراحی PCB خود در نظر بگیرند تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود.

5.2 نحوه حمل و قطبیت

یک هشدار خاص توصیه می‌کند که از دست زدن به دستگاه از طریق لنز خودداری شود، زیرا تنش مکانیکی می‌تواند باعث خرابی شود. قطبیت روی خود دستگاه علامت‌گذاری شده و با چیدمان پدها در نقشه مطابقت دارد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 فرآیند لحیم‌کاری رفلو

این ال‌ای‌دی برای فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلو SMT مناسب است. دیتاشیت یک نمودار پروفایل رفلو عمومی ارائه می‌دهد که نواحی دما را نشان می‌دهد. توصیه‌های کلیدی شامل موارد زیر است: اجتناب از بیش از دو سیکل رفلو، به حداقل رساندن تنش مکانیکی روی ال‌ای‌دی در حین گرمایش، و خم نکردن PCB پس از لحیم‌کاری. این مراحل برای جلوگیری از خرابی اتصال لحیم یا آسیب به دای و باندهای سیم داخلی ضروری هستند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 نوار حامل و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها بر روی نوار حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند. ابعاد نوار در دیتاشیت ارائه شده است. یک قرقره استاندارد حاوی 2000 قطعه است که برای خطوط مونتاژ اتوماتیک پیک اند پلیس معمول است.

7.2 رمزگشایی نامگذاری محصول

ساختار دقیق شماره قطعه به طور کامل توضیح داده شده است. این کد برای تولیدکننده، طیف (UVA)، اندازه بسته‌بندی (2835)، جنس بسته‌بندی (PCT)، پوشش (Ag)، زاویه دید (100 درجه)، کد طول موج اوج، دسته شار تابشی، محدوده ولتاژ مستقیم (3.0-4.0 ولت)، جریان مستقیم (150 میلی‌آمپر)، نوع چیپ (عمودی)، اندازه چیپ (15 میل)، تعداد چیپ (1) و نوع فرآیند (دیسپنسینگ) رمزگذاری می‌کند. این امر امکان مشخص‌سازی دقیق در هنگام سفارش را فراهم می‌سازد.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

پخت ناخن UV:طول‌موج‌های 365 نانومتر و 395 نانومتر برای پخت لاک‌های ژل ناخن مؤثر هستند. نور 395 نانومتر مرئی‌تر (بنفش-آبی) است و ممکن است لایه‌های سطحی را کمی کندتر پخت کند، در حالی که 365 نانومتر "نامرئی‌تر" است و نفوذ عمیق‌تری دارد.
تشخیص اسکناس:بسیاری از ویژگی‌های امنیتی، مرکب‌ها و کاغذها تحت طول‌موج‌های خاص UVA فلورسانس می‌کنند. این ال‌ای‌دی‌ها می‌توانند چنین ویژگی‌هایی را برای تأیید روشن کنند.
تله‌های حشرات:بسیاری از حشرات پرنده به نور UVA جذب می‌شوند. این ال‌ای‌دی‌ها می‌توانند به عنوان طعمه در دستگاه‌های الکترونیکی دفع حشرات یا تله‌های نظارتی عمل کنند.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:با مقاومت حرارتی 15 درجه سانتی‌گراد بر وات و حداکثر T_J برابر 90 درجه سانتی‌گراد، هیت‌سینک مناسب از طریق پد حرارتی/کاتد ضروری است، به ویژه هنگام کار در دمای محیط یا جریان‌های بالا.
• درایو جریان:از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 150 میلی‌آمپر (یا پایین‌تر مطابق منحنی دری‌ریتینگ) استفاده کنید تا خروجی پایدار و طول عمر تضمین شود. دسته ولتاژ مستقیم باید برای پیکربندی‌های سری در نظر گرفته شود.
• طراحی نوری:زاویه دید گسترده 100 درجه، روشنایی وسیعی فراهم می‌کند. برای پرتوهای متمرکز، ممکن است به اپتیک ثانویه نیاز باشد.
• ملاحظات ESD:اگرچه برای ESD با درجه 2 کیلوولت طراحی شده است، اما همچنان باید در حین مونتاژ از رویه‌های استاندارد کنترل ESD پیروی کرد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که دیتاشیت به طور مستقیم با محصولات دیگر مقایسه نمی‌کند، می‌توان تمایزات کلیدی این سری را استنباط کرد. ترکیب فوت‌پرینت استاندارد 2835 (سازگار با بسیاری از طراحی‌های موجود)، محافظت ESD یکپارچه و انطباق با چندین استاندارد زیست‌محیطی، راه‌حلی متعادل ارائه می‌دهد. در دسترس بودن دو طول موج اوج متمایز (365 نانومتر و 395 نانومتر) در یک بسته مکانیکی یکسان، انعطاف‌پذیری کاربردی فراهم می‌کند. ساختار دسته‌بندی دقیق امکان یکنواختی بالا در تولید انبوه را فراهم می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را به طور پیوسته در 180 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. محدوده حداکثر مطلق 180 میلی‌آمپر یک حد تنش است، نه یک شرایط کاری. جریان کاری نامی 150 میلی‌آمپر است. کارکرد پیوسته در 180 میلی‌آمپر احتمالاً از حداکثر دمای اتصال فراتر رفته و طول عمر را کاهش می‌دهد.

س: تفاوت بین پد حرارتی و پدهای الکتریکی چیست؟
ج: پد حرارتی از نظر الکتریکی به کاتد متصل است. این بدان معناست که طراحی PCB شما باید پد حرارتی را به همان شبکه پد کاتد متصل کند. نمی‌توان از آن به عنوان یک هیت‌سینک ایزوله استفاده کرد.

س: چگونه بین طول موج 365 نانومتر و 395 نانومتر انتخاب کنم؟
ج: این به حساسیت طیفی کاربرد شما بستگی دارد. 395 نانومتر به نور بنفش مرئی نزدیک‌تر است و اغلب در جایی که مقداری نشانه مرئی قابل قبول است (مانند لامپ‌های ناخن) استفاده می‌شود. 365 نانومتر UVA عمیق‌تر و "نامرئی‌تر" است و ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به UV خالص دارند یا موادی که در آن طول موج فلورسانس قوی‌تری دارند، بهتر باشد.

س: "منحنی کاهش ظرفیت" برای طراحی من چه معنایی دارد؟
ج: این منحنی حداکثر جریان کاری ایمن را در دماهای مختلف محیط/برد تعریف می‌کند. به عنوان مثال، اگر دمای PCB در نقطه نصب ال‌ای‌دی به 80 درجه سانتی‌گراد برسد، حداکثر جریان مجاز به میزان قابل توجهی زیر 150 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. شما باید سیستم خود را طوری طراحی کنید که زیر این منحنی باقی بماند.

11. موردکاوی طراحی و استفاده عملی

مورد: طراحی یک قلم بازرسی UV فشرده.یک طراح به یک دستگاه قابل حمل برای بررسی اسکناس نیاز دارد. آنها ELUA2835TG0 را به دلیل اندازه کوچک و درجه ESD معادل 2 کیلوولت (مهم برای یک دستگاه دستی) انتخاب می‌کنند. آنها واریانت 365 نانومتر را برای فلورسانس قوی روی نخ‌های امنیتی انتخاب می‌کنند. آنها یک PCB ساده با یک باتری سکه‌ای، یک مقاومت محدودکننده جریان تنظیم شده روی حدود 100 میلی‌آمپر (برای افزایش عمر باتری و ماندن در محدوده ایمن بدون خنک‌کننده فعال) و یک کلید طراحی می‌کنند. پد حرارتی به تریس کاتد متصل شده است که تا حد امکان روی PCB بزرگ ساخته شده تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند. زاویه دید گسترده نیاز به لنز را برطرف کرده و مونتاژ را ساده می‌سازد.

12. معرفی اصول عملکرد

ال‌ای‌دی‌های UVA بر اساس اصل الکترولومینسانس در مواد نیمه‌هادی عمل می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. طول موج خاص این فوتون‌ها (در محدوده UVA، 400-315 نانومتر) توسط انرژی گپ باند مواد نیمه‌هادی مورد استفاده در چیپ ال‌ای‌دی، که معمولاً شامل نیترید گالیم آلومینیوم (AlGaN) یا ترکیبات مشابه است، تعیین می‌شود. ساختار چیپ عمودی ذکر شده در شماره قطعه اغلب به طراحی‌ای اشاره دارد که در آن جریان الکتریکی به صورت عمودی از طریق چیپ جریان می‌یابد، که می‌تواند مزایایی در پخش جریان و عملکرد حرارتی در مقایسه با ساختارهای جانبی ارائه دهد.

13. روندهای توسعه

بازار ال‌ای‌دی UVA توسط روندهای مینیاتوری‌سازی، افزایش بازدهی (شار تابشی بالاتر بر وات الکتریکی) و بهبود قابلیت اطمینان هدایت می‌شود. توسعه‌های مداومی برای پیش‌برد طول‌موج‌ها به سمت محدوده‌های UVB و UVC برای کاربردهای استریلیزاسیون در جریان است، اما UVA برای پخت، سنجش و نورپردازی تخصصی همچنان حیاتی باقی می‌ماند. ادغام ال‌ای‌دی‌های UVA با سنسورها و درایورهای هوشمند برای کنترل شدت حلقه بسته یک روند نوظهور است. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در مواد بسته‌بندی به طور مداوم مقاومت در برابر تخریب ناشی از UV را بهبود می‌بخشد، که عاملی کلیدی برای عملکرد بلندمدت در کاربردهای UVA است که در آن خود بسته‌بندی در معرض تشعشعات منتشر شده خود قرار دارد.