334-15/T1 C3-2TVA لامپ LED - بسته‌بندی T-1 3/4 - حداکثر 3.6 ولت - 30 میلی‌آمپر - نور سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED سفید با درخشندگی بالا را تشریح می‌کند. این قطعه با استفاده از یک تراشه نیمه‌هادی InGaN و یک سیستم تبدیل فسفر در داخل یک بسته‌بندی گرد رایج T-1 3/4 ساخته شده است. هدف اصلی طراحی، ارائه شدت نور بالا مناسب برای طیف وسیعی از کاربردهای نشانگر و روشنایی است. محصول مطابق با چندین استاندارد محیط‌زیستی و ایمنی از جمله انطباق با RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) می‌باشد. همچنین دارای مقاومت قوی در برابر ولتاژ ESD تا 4KV (HBM) است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

محدودیت‌های عملکردی دستگاه تحت شرایط Ta=25°C تعریف شده است. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1KHz)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا +100 درجه سانتی‌گراد
• ESD (HBM):4000 ولت
• جریان معکوس زنر (I_z):100 میلی‌آمپر
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در Ta=25°C و جریان تست استاندارد I_F=20mA اندازه‌گیری می‌شوند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):حداقل 2.8V، معمولی --، حداکثر 3.6V. این مقدار افت ولتاژ روی LED در حین کار را تعریف می‌کند.
• ولتاژ معکوس زنر (V_z):معمولاً 5.2V در I_z=5mA، که نشان‌دهنده یک ویژگی حفاظتی داخلی است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 µA در V_R=5V.
• شدت نور (I_V):حداقل 7150 mcd، معمولی --، حداکثر 14250 mcd. این معیار اصلی خروجی نور است.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 30 درجه. این زاویه گسترشی را تعریف می‌کند که در آن شدت نور حداقل نصف مقدار پیک است.
• مختصات رنگی (CIE 1931):معمولاً x=0.26, y=0.27. این مختصات، نور سفید خروجی را در یک ناحیه خاص از نمودار رنگ قرار می‌دهد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند تا یکنواختی در تولید تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F=20mA، با تلرانس اعلام شده ±10%، در سه دسته (T, U, V) طبقه‌بندی می‌شوند.

• دسته T:7150 mcd (حداقل) تا 9000 mcd (حداکثر)
• دسته U:9000 mcd (حداقل) تا 11250 mcd (حداکثر)
• دسته V:11250 mcd (حداقل) تا 14250 mcd (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در چهار کد (0, 1, 2, 3) با عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1V دسته‌بندی می‌شود.

• دسته 0:2.8V (حداقل) تا 3.0V (حداکثر)
• دسته 1:3.0V (حداقل) تا 3.2V (حداکثر)
• دسته 2:3.2V (حداقل) تا 3.4V (حداکثر)
• دسته 3:3.4V (حداقل) تا 3.6V (حداکثر)

3.3 دسته‌بندی رنگ

رنگ در محدوده‌های مشخصی از مختصات رنگی تعریف شده است. دیتاشیت به گروه‌هایی که ترکیبی از دسته‌های خاص هستند (مثلاً Group 1: A1+A0) اشاره می‌کند. رتبه‌های رنگ A1 و A0 دارای جعبه‌های مختصات تعریف شده‌ای در نمودار CIE 1931 هستند، با عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.01 برای هر دو مختصات x و y.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

• شدت نسبی در برابر طول موج:توزیع توان طیفی نور سفید را نشان می‌دهد که ترکیبی از تابش تراشه آبی InGaN و تابش زرد تبدیل شده گسترده‌تر فسفر است.
• الگوی جهت‌داری:یک نمودار قطبی که زاویه دید معمولی 30 درجه را به تصویر می‌کشد و نشان می‌دهد چگونه شدت نور از محور مرکزی کاهش می‌یابد.
• جریان مستقیم در برابر ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نسبی در برابر جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد، که برای کنترل روشنایی و درک بازده مهم است.
• مختصات رنگی در برابر جریان مستقیم:نشان می‌دهد که رنگ درک شده نور سفید ممکن است با تغییرات جریان عملیاتی کمی تغییر کند.
• جریان مستقیم در برابر دمای محیط:کاهش حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیط را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی حیاتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 3/4 (تقریباً 5mm) با دو پایه محوری استفاده می‌کند. نکات کلیدی ابعادی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• تلرانس عمومی ±0.25mm اعمال می‌شود مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین از زیر فلنج 1.5mm است.
• نقشه بسته‌بندی اندازه‌گیری‌های دقیقی برای قطر لنز، طول بدنه، طول و قطر پایه‌ها و صفحه نشیمن ارائه می‌دهد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3mm از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها را قبل از لحیم‌کاری شکل دهید.
• در حین خمش از اعمال تنش به بسته خودداری کنید تا از آسیب داخلی یا شکستگی جلوگیری شود.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید؛ برش در دمای بالا ممکن است باعث خرابی شود.
• مطمئن شوید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 نگهداری

• شرایط نگهداری توصیه شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید نگهداری استاندارد پس از ارسال: 3 ماه.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در رطوبت بالا خودداری کنید تا از تشکیل میعان جلوگیری شود.

6.3 لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3mm را بین نقطه لحیم و حباب اپوکسی حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300°C (برای هویه حداکثر 30W)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:حداکثر دمای پیش‌گرم 100°C (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260°C به مدت 5 ثانیه.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

• بسته‌بندی:LEDها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن بسته‌بندی شده، در کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند و سپس در کارتن‌های اصلی بیرونی بسته‌بندی می‌شوند.
• تعداد در بسته:200-500 عدد در هر کیسه. 5 کیسه در هر کارتن داخلی. 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل موارد زیر است: شماره تولید مشتری (CPN)، شماره قطعه (P/N)، تعداد (QTY)، رتبه‌های شدت نور و ولتاژ مستقیم (CAT)، رتبه رنگ (HUE)، مرجع (REF) و شماره سری ساخت (LOT No).

7.3 تعیین تولید / شماره قطعه

شماره قطعه از فرمت زیر پیروی می‌کند:334-15/T1C3- □ □ □ □. مربع‌های خالی (□) جای‌نگین کدهای دسته خاص مربوط به گروه رنگ، دسته شدت نور و گروه ولتاژ هستند که امکان انتخاب دقیق مشخصات عملکردی را فراهم می‌کنند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• پنل‌های پیام و نشانگرهای نوری:از شدت نور بالا برای دید عالی استفاده می‌کند.
• نور پس‌زمینه:مناسب برای نور پس‌زمینه پنل‌های کوچک یا آیکون‌ها.
• چراغ‌های نشانگر:ایده‌آل برای نشان دادن وضعیت یا موقعیت.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن I_Fبه 30mA یا کمتر استفاده کنید.
• مدیریت حرارتی:منحنی کاهش رتبه (جریان مستقیم در برابر دمای محیط) را در نظر بگیرید. در محیط‌های با دمای بالا یا فضاهای بسته، جریان درایو را کاهش دهید تا قابلیت اطمینان حفظ شود.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه برای 4KV HBM درجه‌بندی شده است، اما پیاده‌سازی محافظت استاندارد ESD روی PCB یک عمل خوب است، به ویژه در حین جابجایی و مونتاژ.
• طراحی نوری:زاویه دید 30 درجه یک پرتو نسبتاً متمرکز ارائه می‌دهد. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است به اپتیک ثانویه (لنزها، پخش‌کننده‌ها) نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

مشخصات متمایزکننده کلیدی این LED در کلاس خود (LED سفید T-1 3/4) شامل موارد زیر است:

• شدت نور بالا:حداقل 7150 mcd برای این اندازه بسته به طور قابل توجهی بالا است و روشنایی برتری ارائه می‌دهد.
• محافظت زنر یکپارچه:ولتاژ معکوس زنر مشخص شده (Vz) نشان‌دهنده محافظت داخلی در برابر ولتاژ معکوس است که همیشه در LEDهای پایه وجود ندارد و استحکام طراحی مدار را افزایش می‌دهد.
• دسته‌بندی جامع:دسته‌بندی دقیق برای شدت، ولتاژ و رنگ، امکان تطابق دقیق در کاربردهایی که نیاز به یکنواختی در بین چندین واحد دارند را فراهم می‌کند.
• انطباق محیط‌زیستی:با استانداردهای مدرن مانند بدون هالوژن و REACH مطابقت دارد که ممکن است برای بازارهای خاص و طراحی‌های با حساسیت محیط‌زیستی حیاتی باشد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: جریان عملیاتی توصیه شده چیست؟

پاسخ 1: حداکثر جریان پیوسته مطلق 30mA است. یک نقطه عملیاتی معمول 20mA است که شرایط تست استاندارد برای مشخصات نوری فهرست شده (شدت نور، رنگ) می‌باشد. کار در 20mA تعادل خوبی از روشنایی، بازده و طول عمر ارائه می‌دهد.

سوال 2: چگونه دسته‌های شدت نور (T, U, V) را تفسیر کنم؟

پاسخ 2: این دسته‌ها حداقل خروجی نور را تضمین می‌کنند. به عنوان مثال، سفارش از دسته V تضمین می‌کند که هر LED حداقل 11250 mcd در 20mA خواهد داشت. این برای کاربردهایی که باید حداقل سطح روشنایی برآورده شود حیاتی است. این دسته‌ها به طراحان اجازه می‌دهند تا سطح عملکرد مناسب از نظر هزینه را انتخاب کنند.

سوال 3: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5V راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 3: نه به طور مستقیم و بدون یک مقاومت محدودکننده جریان. ولتاژ مستقیم (Vf) بین 2.8V و 3.6V است. اتصال مستقیم 5V باعث جریان بیش از حد شده و LED را از بین می‌برد. شما باید یک مقاومت سری محاسبه و استفاده کنید: R = (ولتاژ منبع - Vf) / I_F. با استفاده از Vf معمولی 3.2V و I_F=20mA با منبع 5V: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 اهم.

سوال 4: درجه‌بندی 4KV ESD برای جابجایی به چه معناست؟

پاسخ 4: به این معنی است که LED به طور معمول می‌تواند یک تخلیه الکترواستاتیک 4000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM) را بدون آسیب تحمل کند. اگرچه این مقاومت خوبی است، اما همچنان رعایت اقدامات احتیاطی استاندارد ESD در حین جابجایی و مونتاژ (مانند استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین شده، بند مچ) برای جلوگیری از آسیب تجمعی یا نقص‌های پنهان ضروری است.

سوال 5: حداقل فاصله 3mm برای لحیم‌کاری/خمش پایه چقدر حیاتی است؟

پاسخ 5: بسیار حیاتی. رزین اپوکسی و اتصالات سیم داخلی نزدیک به پایه بسته به حرارت و تنش مکانیکی حساس هستند. نقض این فاصله می‌تواند باعث خرابی فوری (ترک خوردن رزین، شکستن اتصال) یا مشکلات قابلیت اطمینان بلندمدت (کاهش خروجی نور، خرابی زودرس) شود.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با قابلیت دید بالا

یک طراح به 20 نشانگر سفید پرنور برای یک پنل کنترل نیاز دارد که باید تحت نور محیطی بالا قابل مشاهده باشد. آنها LEDها را از دسته شدت نور بالاترین (V) انتخاب می‌کنند تا روشنایی کافی تضمین شود. برای اطمینان از ظاهر یکنواخت، آنها همچنین یک دسته رنگ محدود (مثلاً Group 1) را مشخص می‌کنند. یک مدار درایور ساده با استفاده از یک خط 5V طراحی شده است. برای هر LED، یک مقاومت 100 اهم، 1/8W محاسبه می‌شود (با استفاده از یک Vf محافظه‌کارانه 3.4V برای دسته 2/3: (5-3.4)/0.02=80 اهم؛ 100 اهم یک مقدار استاندارد است که تقریباً 16mA ارائه می‌دهد، یک نقطه عملیاتی ایمن و روشن). چیدمان PCB فاصله 3mm بین پد لحیم و طرح کلی بدنه LED را تضمین می‌کند. در حین مونتاژ، از یک جیگ لحیم‌کاری برای حفظ فاصله خمش پایه 3mm قبل از قرارگیری در برد استفاده می‌شود.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک تراشه نیمه‌هادی ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک جریان مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در داخل تراشه بازترکیب شده و فوتون‌هایی در ناحیه آبی طیف (معمولاً حدود 450-455nm) ساطع می‌کنند. این نور آبی مستقیماً ساطع نمی‌شود. در عوض، به یک لایه از ماده فسفر زرد (یا زرد و قرمز) که در داخل فنجان بازتابنده اطراف تراشه رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از نور آبی را جذب کرده و آن را به عنوان طیف گسترده‌تری از نور با طول موج بلندتر (زرد) بازساطع می‌کند. نور آبی باقی‌مانده جذب نشده با نور فسفرزرد مخلوط می‌شود و چشم انسان این ترکیب را به عنوان نور سفید درک می‌کند. سایه دقیق یا "دمای رنگ" نور سفید توسط نسبت نور آبی به زرد تعیین می‌شود که توسط ترکیب و غلظت فسفر کنترل می‌شود.

13. روندها و زمینه فناوری

بسته‌بندی T-1 3/4 نمایانگر یک فناوری بالغ و نفوذی است که برای دهه‌ها به طور گسترده در کاربردهای نشانگر استفاده شده است. استفاده از تراشه InGaN با تبدیل فسفر، روش استاندارد تولید LEDهای سفید از زمان اختراع LED آبی است. روندهای فعلی در صنعت گسترده‌تر LED به سمت موارد زیر در حرکت است:

• دستگاه‌های نصب سطحی (SMD):برای مونتاژ خودکار و اندازه‌های کوچک‌تر، بسته‌بندی‌هایی مانند 3528، 5050 یا 2835 تا حد زیادی جایگزین LEDهای نفوذی در طراحی‌های جدید با حجم بالا شده‌اند.
• بازده بالاتر:توسعه مستمر بر افزایش لومن بر وات (lm/W) متمرکز است و توان الکتریکی مورد نیاز برای همان خروجی نور را کاهش می‌دهد.
• بهبود بازآفرینی رنگ (CRI):استفاده از مخلوط‌های چند فسفری یا تراشه‌های بنفش/آبی با فسفرهای قرمز/سبز برای تولید نور سفیدی که رنگ اشیاء را با دقت بیشتری بازآفرینی می‌کند.
• راه‌حل‌های یکپارچه:LEDهایی با تنظیم‌کننده‌های جریان داخلی، کنترل‌کننده‌ها یا حتی قابلیت‌های کامل ترکیب رنگ RGB.

علیرغم این روندها، LEDهای نفوذی مانند این مورد همچنان برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر، نگهداری سیستم‌های قدیمی، اهداف آموزشی و کاربردهایی که مونتاژ دستی یا استحکام فوق‌العاده مورد نیاز است، مرتبط باقی می‌مانند. شدت نور بالا در یک بسته ساده و مستحکم، جایگاه مداوم آن را در چشم‌انداز قطعات الکترونیکی تضمین می‌کند.