دیتاشیت فنی LED SMD مدل 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - ابعاد 3.2x2.8x1.9mm - ولتاژ 2.0-2.4V - رنگ قرمز درخشان/زرد سبز

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک قطعه LED نصب سطحی با کارایی بالا و مجهز به رفلکتور یکپارچه را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای قابلیت اطمینان و سهولت مونتاژ در محیط‌های تولید خودکار طراحی شده است.

1.1 مزایای اصلی

• بسته‌بندی شده روی نوار 12 میلی‌متری برای ریل‌های 7 اینچی، سازگار با تجهیزات استاندارد برداشت و قرارگیری خودکار.
• طراحی شده برای سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار.
• مطابق با استاندارد بسته‌بندی EIA.
• ورودی سازگار با IC.
• ساختار بدون سرب و مطابق با RoHS.
• رفلکتور یکپارچه برای بهبود جهت‌دهی و شدت نور.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای طیف وسیعی از عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله:

• تجهیزات مخابراتی (تلفن، فکس).
• تجهیزات صوتی و تصویری.
• دستگاه‌های با منبع باتری.
• نشانگرهای کاربردهای فضای باز.
• تجهیزات اداری.
• نور پس‌زمینه تخت برای کلیدها، نمادها و سایر LEDها.
• نشانگر عمومی.

2. انتخاب قطعه و پارامترهای فنی

2.1 راهنمای انتخاب قطعه

این محصول در دو نوع رنگ اصلی بر اساس ماده چیپ ارائه می‌شود:

• SUR: از چیپ AlGaInP برای انتشار رنگ قرمز درخشان استفاده می‌کند. رزین پوششی آن شفاف است.
• SYG: از چیپ AlGaInP برای انتشار رنگ زرد سبز درخشان استفاده می‌کند. رزین پوششی آن شفاف است.

2.2 محدوده‌های حداکثر مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شوند. تمام مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

2.3 مشخصات الکترواپتیکال

پارامترهای عملکرد معمول در Ta=25°C و Iₑ_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

منحنی‌های ارائه شده برای هر دو نوع SUR (قرمز) و SYG (زرد سبز) یک مشخصه دیودی معمولی را نشان می‌دهند. ولتاژ مستقیم (Vₑ) دارای ضریب دمایی مثبت است، به این معنی که با افزایش دمای محیط کمی کاهش می‌یابد. در جریان کار معمول 20mA، Vₑ تقریباً 2.0V است، با حداکثر مقدار مشخص شده 2.4V. این ولتاژ مستقیم نسبتاً پایین برای کاربردهای مبتنی بر باتری مفید است._F) exhibits a positive temperature coefficient, meaning it decreases slightly as the ambient temperature increases. At the typical operating current of 20mA, V_Fis approximately 2.0V, with a maximum specified value of 2.4V. This relatively low forward voltage is beneficial for battery-operated applications.

3.2 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نور) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. منحنی‌ها در محدوده کار عموماً خطی هستند اما در جریان‌های بالاتر اشباع می‌شوند. کارکرد فراتر از محدوده حداکثر مطلق جریان پیوسته 25mA توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند منجر به تخریب سریع‌تر و کاهش عمر شود. مقدار نامی جریان پالسی (60mA در سیکل وظیفه 1/10) امکان دوره‌های کوتاه روشنایی بیشتر را فراهم می‌کند.

3.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

مانند اکثر LEDها، خروجی نوری این قطعه وابسته به دما است. شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. منحنی کاهش ظرفیت برای طراحی حیاتی است، به ویژه در کاربردهایی با دمای محیط بالا یا مدیریت حرارتی ضعیف. این منحنی نشان می‌دهد که جریان مستقیم مجاز باید با افزایش دما کاهش یابد تا در محدوده‌های تلفات توان باقی بماند و قابلیت اطمینان تضمین شود.

3.4 توزیع طیف

نمودارهای طیفی ماهیت تک‌رنگ چیپ‌های AlGaInP را تأیید می‌کنند. نوع SUR دارای طول موج غالب حدود 624nm (قرمز) است، در حالی که نوع SYG حول 573nm (زرد سبز) متمرکز است. پهنای باند طیفی (FWHM) برای هر دو تقریباً 20nm است که نشان‌دهنده خلوص رنگ خوبی است.

3.5 الگوی تابش

نمودار قطبی یک الگوی تابش گسترده و شبیه لامبرتین با زاویه نیم‌شدت معمولی (2θ₁⁄₂) 130 درجه را نشان می‌دهد. رفلکتور یکپارچه به شکل‌دهی این پرتو کمک می‌کند و یک زاویه دید یکنواخت مناسب برای کاربردهای نشانگری که دید از زوایای گسترده مهم است، فراهم می‌کند._/2) of 130°. The integrated reflector helps shape this beam, providing a consistent viewing angle suitable for indicator applications where visibility from a wide range is important.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

پکیج SMD دارای ابعاد فوت‌پرینت فشرده است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه تقریباً 3.2mm x 2.8mm، با ارتفاع حدود 1.9mm است. کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری مانند یک شکاف یا رنگ سبز روی پکیج شناسایی می‌شود. نقشه‌های ابعادی دقیق با تلرانس‌ها (معمولاً ±0.1mm) در دیتاشیت برای طراحی الگوی لند PCB ارائه شده‌اند.

4.2 بسته‌بندی ریل و نوار

قطعات در نوار حامل برجسته با عرض 12mm، پیچیده شده روی ریل‌های با قطر 7 اینچ (178mm) عرضه می‌شوند. هر ریل حاوی 1000 قطعه است. ابعاد نوار حامل (اندازه حفره، گام و غیره) استاندارد شده‌اند تا سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار تضمین شود. بسته‌بندی شامل اقدامات مقاوم در برابر رطوبت مانند یک ماده خشک‌کن و یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی برای محافظت از قطعات در طول نگهداری و حمل و نقل است که به ویژه برای پکیج‌های SMD غیرهوابند مهم است.

4.3 توضیح سیستم برچسب‌گذاری و باینینگ

برچسب روی ریل اطلاعات حیاتی سفارش و ردیابی را ارائه می‌دهد. مهم‌تر از آن، باینینگ عملکرد قطعه را نشان می‌دهد:

• CAT (رده شدت نور): این کد، باین حداقل شدت نور برای LEDهای روی ریل را مشخص می‌کند و تضمین کننده یکنواختی روشنایی درون یک دسته تولید است.
• HUE (رده طول موج غالب): این کد، باین طول موج را مشخص می‌کند و تضمین کننده یکنواختی رنگ است. این موضوع به ویژه برای کاربردهایی که چندین LED در کنار هم استفاده می‌شوند، مهم است.
• REF (رده ولتاژ مستقیم): این کد، باین ولتاژ مستقیم را مشخص می‌کند که می‌تواند برای طراحی‌هایی که نیاز به تطابق جریان دقیق در رشته‌های موازی یا نیازمندی‌های ولتاژ درایور خاص دارند، مفید باشد.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب درجه‌بندی شده است. حداکثر دمای لحیم‌کاری توصیه شده در ترمینال‌های پکیج 260°C است، با زمان کل بالای 217°C که نباید از 60 ثانیه تجاوز کند. باید از یک پروفیل ریفلو معمولی با مراحل پیش‌گرم، خیساندن، ریفلو و خنک‌سازی پیروی کرد. استفاده از ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار به عنوان سازگار مشخص شده است.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد. دمای نوک هویه نباید از 350°C تجاوز کند و زمان تماس با هر پایه باید به 3 ثانیه یا کمتر محدود شود. ممکن است از یک هیت سینک روی پایه بین اتصال و بدنه پکیج استفاده شود.

5.3 نگهداری و جابجایی

قطعات باید در کیسه‌های اصلی و بازنشده ضد رطوبت در شرایطی در محدوده دمای نگهداری مشخص شده (-40°C تا +100°C) نگهداری شوند. پس از باز شدن کیسه، قطعات باید در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً 168 ساعت در شرایط کارخانه) استفاده شوند یا طبق دستورالعمل‌های سطح حساسیت رطوبت (MSL) سازنده مجدداً خشک شوند تا از "پف کردن" در طول ریفلو جلوگیری شود.

6. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

6.1 محدود کردن جریان

LED یک قطعه جریان‌محور است. یک مقاومت سری محدودکننده جریان هنگام راه‌اندازی از یک منبع ولتاژ اجباری است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vₛᶜᶜₜₛᴇ - Vₑ) / Iₑ. همیشه برای یک طراحی مقاوم، از حداکثر Vₑ از دیتاشیت (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان حتی با تغییرات قطعه به قطعه از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند._source- V_F) / I_F. Always use the maximum V_Ffrom the datasheet (2.4V) for a robust design to ensure the current does not exceed limits even with part-to-part variation.

6.2 مدیریت حرارتی

اگرچه تلفات توان کم است (حداکثر 60mW)، مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB طول عمر را بهبود می‌بخشد و روشنایی را حفظ می‌کند. اطمینان حاصل کنید که الگوی لند PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است و در صورت امکان، پد حرارتی (در صورت وجود) را به یک صفحه زمین برای دفع حرارت متصل کنید. از کارکرد همزمان در حداکثر جریان و دما خودداری کنید.

6.3 احتیاط‌های ESD

اگرچه این قطعه دارای درجه‌بندی ESD برابر با 2000V HBM است، اما باید احتیاط‌های استاندارد جابجایی ESD در طول مونتاژ و جابجایی رعایت شود تا از آسیب پنهان جلوگیری شود.

6.4 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 130 درجه، این LED را برای مشاهده مستقیم بدون اپتیک ثانویه در بسیاری از کاربردهای نشانگری مناسب می‌سازد. برای نور پس‌زمینه، ممکن است از راهنماهای نور یا پخش‌کننده‌ها برای دستیابی به روشنایی یکنواخت استفاده شود. فنجان رفلکتور به حداقل رساندن تابش‌های جانبی و هدایت نور به جلو کمک می‌کند.

7. مقایسه و تمایز فنی

این خانواده LED از طریق چند ویژگی کلیدی خود را متمایز می‌کند:

• فناوری چیپ: استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، بازدهی بالا و اشباع رنگ عالی برای انتشار قرمز و زرد سبز را فراهم می‌کند.
• رفلکتور یکپارچه: فنجان رفلکتور داخلی، خروجی نور رو به جلو را افزایش می‌دهد و یک الگوی پرتو مشخص بدون نیاز به قطعه خارجی فراهم می‌کند که باعث صرفه‌جویی در فضا و هزینه می‌شود.
• بسته‌بندی مستحکم: پکیج برای فرآیندهای لحیم‌کاری با قابلیت اطمینان بالا (ریفلو بدون سرب) طراحی شده و شامل محافظت در برابر رطوبت است که آن را برای تولید الکترونیک مدرن مناسب می‌سازد.
• باینینگ جامع: باینینگ سه پارامتری (شدت، طول موج، ولتاژ) به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با تلرانس‌های عملکرد دقیق برای کاربردهای نیازمند یکنواختی انتخاب کنند.

8. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

8.1 تفاوت طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λₚ) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λₑ) طول موج تک‌رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. برای LEDهایی با طیف متقارن، این دو نزدیک هستند. برای طراحان، طول موج غالب برای تطابق رنگ مرتبط‌تر است._p) is the wavelength at which the spectral power distribution is maximum. Dominant wavelength (λ_d) is the single wavelength of monochromatic light that matches the perceived color of the LED. For LEDs with a symmetric spectrum, they are close. For designers, dominant wavelength is more relevant for color matching.

8.2 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

خیر. محدوده حداکثر مطلق برای جریان مستقیم پیوسته (Iₑ) 25mA است. کارکرد در 30mA از این مقدار نامی فراتر می‌رود که می‌تواند باعث آسیب غیرقابل برگشت، کاهش قابل توجه عمر عملیاتی و باطل شدن تضمین‌های قابلیت اطمینان شود. برای روشنایی بیشتر، LED درجه‌بندی شده برای جریان بالاتر را انتخاب کنید یا در صورت امکان از حالت پالسی (حداکثر 60mA در سیکل وظیفه 1/10) استفاده کنید._F) is 25mA. Operating at 30mA exceeds this rating, which can cause irreversible damage, significantly reduce operational lifetime, and void reliability guarantees. For higher brightness, select an LED rated for a higher current or use the pulsed mode (60mA max at 1/10 duty cycle) if the application allows.

8.3 چرا شدت نور به عنوان یک مقدار حداقل/معمول به جای یک محدوده دقیق ارائه شده است؟

به دلیل تغییرات در فرآیند تولید نیمه‌هادی، عملکرد LED باین می‌شود. دیتاشیت یک مقدار "معمول" را به عنوان یک مرجع مشترک ارائه می‌دهد. حداقل مقدار تضمین شده واقعی برای یک سفارش خاص توسط کدCAT(رده شدت) روی برچسب ریل تعریف می‌شود. مهندسان باید بر اساس حداقل شدت باینی که مشخص می‌کنند، طراحی کنند.

8.4 باینینگ HUE برای کاربرد من چقدر حیاتی است؟

بستگی دارد. برای یک LED نشانگر منفرد، باینینگ HUE ممکن است حیاتی نباشد. با این حال، اگر چندین LED در کنار هم در یک پنل، آرایه یا نور پس‌زمینه استفاده شوند، در صورت مخلوط کردن قطعات از باین‌های HUE مختلف، ممکن است تفاوت‌های رنگ قابل توجهی ("باینینگ رنگ") رخ دهد. برای چنین کاربردهایی، مشخص کردن یک باین HUE دقیق یا سفارش یک ریل کامل از یک دسته تولید، ضروری است.

9. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

9.1 مثال 1: نشانگر وضعیت برای یک دستگاه مصرفی

سناریو: یک نشانگر دکمه پاور برای یک اسپیکر بی‌سیم.
طراحی: از نوع SYG (زرد سبز) برای نشانگر خنثی "روشن بودن" استفاده کنید. آن را با جریان 15mA (زیر مقدار معمول 20mA) با استفاده از منبع تغذیه 3.3V و یک مقاومت سری راه‌اندازی کنید: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (از مقدار استاندارد 82Ω یا 100Ω استفاده کنید). این روشنایی کافی را فراهم می‌کند در حالی که عمر باتری و دستگاه را به حداکثر می‌رساند. زاویه دید گسترده، دید از زوایای مختلف را تضمین می‌کند.

9.2 مثال 2: نور پس‌زمینه برای افسانه‌های کلید غشایی

سناریو: روشن کردن نمادها روی یک پنل کنترل.
طراحی: از چندین LED SUR (قرمز) که در اطراف محیط پنل قرار داده شده‌اند و به سمت یک لایه راهنمای نور رو به داخل هستند، استفاده کنید. زاویه دید گسترده به کوپل نور به داخل راهنما کمک می‌کند. به دلیل افزایش دمای احتمالی داخل محفظه، به منحنی کاهش ظرفیت جریان مستقیم مراجعه کنید. ممکن است محتاطانه باشد که LEDها را با جریان 18-20mA به جای حداکثر 25mA راه‌اندازی کنید تا عملکرد قابل اطمینان در طول عمر محصول تضمین شود. یکنواختی را می‌توان با انتخاب LEDها از باین‌های CAT و HUE یکسان بهبود بخشید.

10. اصول فنی و روندها

10.1 اصل عملکرد

این LED بر اساس یک پیوند p-n نیمه‌هادی ساخته شده از فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب می‌شوند. انرژی آزاد شده در طول این بازترکیب به صورت فوتون (نور) منتشر می‌شود. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعریف می‌کند - در این مورد قرمز و زرد سبز. رزین اپوکسی پوششی از چیپ محافظت می‌کند، به عنوان یک لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند و در صورت نیاز حاوی فسفر است (برای این انواع تک‌رنگ نیست). فنجان رفلکتور، که معمولاً از پلاستیک بسیار بازتابنده یا ماده پوشش‌دار ساخته شده است، چیپ را احاطه می‌کند تا نور تابیده شده به طرفین را به جلو هدایت کند و شدت نور مفید را در جهت دید مورد نظر افزایش دهد.

10.2 روندهای صنعت

توسعه LEDهای SMD مانند این مورد، چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:

• مینیاتوری‌سازی و یکپارچه‌سازی: کاهش مداوم اندازه پکیج در حالی که خروجی نور حفظ یا بهبود می‌یابد. یکپارچه‌سازی ویژگی‌هایی مانند رفلکتور و محافظت الکترواستاتیک درون پکیج استاندارد است.
• بازدهی بالاتر: بهبودهای مداوم در بازده کوانتومی داخلی (IQE) و بازده استخراج نور منجر به کارایی نوری بالاتر (نور بیشتر بر وات الکتریکی) می‌شود که مصرف برق و بار حرارتی را کاهش می‌دهد.
• قابلیت اطمینان بهبود یافته: بهبود در مواد بسته‌بندی (اپوکسی، سیلیکون) و فناوری‌های اتصال دی، مقاومت در برابر چرخه‌های حرارتی، رطوبت و سایر تنش‌های محیطی را افزایش می‌دهد که منجر به عمر عملیاتی طولانی‌تر (اغلب با درجه‌بندی L70/B50 برای 50,000 ساعت یا بیشتر) می‌شود.
• استانداردسازی و اتوماسیون: بسته‌بندی (مانند نوار 12mm روی ریل 7 اینچی) و فوت‌پرینت‌ها به شدت استاندارد شده‌اند تا مونتاژ خودکار را ساده‌تر کنند و هزینه‌های تولید را کاهش دهند.
• تمرکز بر یکنواختی رنگ: تلرانس‌های باینینگ دقیق‌تر برای طول موج (HUE) و شدت (CAT) به طور فزاینده‌ای برای کاربردها در الکترونیک مصرفی و نمایشگرها که یکنواختی بصری حیاتی است، مورد تقاضا هستند.

این قطعه در این چشم‌انداز در حال تکامل، یک راه‌حل بالغ، قابل اطمینان و مقرون به صرفه را نشان می‌دهد که برای طیف وسیعی از کاربردهای اصلی نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است.