دیتاشیت LED SMD 19-21/BHC-AP1Q2/3T - آبی - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-21/BHC-AP1Q2/3T یک LED آبی نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیازمند چیدمان با چگالی بالا و عملکرد قابل اطمینان هستند طراحی شده است. این قطعه از تکنولوژی چیپ InGaN برای تولید نور آبی با طول موج غالب معمولی 468 نانومتر استفاده می‌کند. مزایای اصلی آن شامل کاهش قابل توجه فضای اشغالی در مقایسه با LEDهای دارای پایه است که امکان طراحی PCB کوچکتر، چگالی بسته‌بندی بالاتر و در نهایت محصولات نهایی فشرده‌تر را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن همچنین آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل می‌سازد.

موقعیت‌دهی کلیدی محصول شامل استفاده به عنوان نشانگر یا منبع نور پس‌زمینه در الکترونیک مصرفی، تجهیزات مخابراتی، داشبورد خودرو و نورپردازی عمومی که در آن نیاز به یک منبع نور آبی فشرده است می‌باشد. این قطعه کاملاً با مقررات RoHS، REACH و عاری از هالوژن مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با استانداردهای سختگیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• پکیج مینیاتوری:فرمت SMD 19-21 به طور قابل توجهی کوچکتر از LEDهای سنتی با فریم سربی است که به صرفه‌جویی در فضا روی PCB کمک می‌کند.
• سازگاری با اتوماسیون:این قطعه بر روی نوار 8 میلیمتری و قرقره 7 اینچی عرضه می‌شود و کاملاً با تجهیزات اتوماتیک پیک و پلیس سرعت بالا سازگار است.
• اتصال‌دهی مقاوم:با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است که مونتاژ قابل اطمینان در تولید انبوه را تضمین می‌کند.
• مطابقت زیست‌محیطی:محصول عاری از سرب، مطابق با RoHS، مطابق با REACH و الزامات عاری از هالوژن را برآورده می‌کند (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• طراحی تک‌رنگ:خروجی رنگ آبی یکنواخت ارائه می‌دهد.

2. بررسی 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 قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

تفسیر:مقدار مجاز جریان مستقیم 20mA برای LEDهای سیگنال کوچک استاندارد است. مقدار مجاز ولتاژ معکوس پایین (5V) نشان می‌دهد که این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده و در مدارهایی که ممکن است ولتاژ معکوس رخ دهد نیاز به محافظت دارد. مقدار مجاز ESD برابر 150V (HBM) حساسیت متوسط را نشان می‌دهد؛ رعایت روش‌های صحیح کنترل ESD در حین مونتاژ ضروری است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در دمای محیط Ta=25°C اندازه‌گیری شده و عملکرد معمولی LED را در شرایط کاری عادی تعریف می‌کنند.

تفسیر:شدت نور دارای محدوده وسیعی است (112-45 میلی‌کاندلا) که از طریق سیستم باینینگ مدیریت می‌شود (بعداً توضیح داده می‌شود). ولتاژ مستقیم معمولی 3.3V در 20mA یک پارامتر کلیدی برای طراحی مدار است، زیرا مقدار مقاومت محدودکننده جریان مورد نیاز را تعیین می‌کند. زاویه دید 100 درجه یک الگوی انتشار گسترده مناسب برای کاربردهای نشانگر ارائه می‌دهد.

2.3 مشخصات حرارتی

اگرچه به صراحت در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، مدیریت حرارتی از طریق توان تلف شده (75mW) و محدوده دمای کاری (40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد) قابل استنباط است. منحنی کاهش جریان مستقیم (که در PDF نشان داده شده) برای طراحی حیاتی است. با افزایش دمای محیط، حداکثر جریان مستقیم مجاز باید کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد و تخریب سریع جلوگیری شود. طراحان باید این منحنی را بررسی کنند تا عملکرد قابل اطمینان در دماهای بالا تضمین شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

فرآیند تولید LED منجر به تغییرات طبیعی در پارامترهای کلیدی می‌شود. باینینگ LEDها را در گروه‌هایی (بین) با ویژگی‌های کنترل شده دقیق دسته‌بندی می‌کند تا یکنواختی در کاربرد نهایی تضمین شود.

3.1 باینینگ شدت نور

نکته کاربردی:برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در بین چندین LED دارند (مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه)، مشخص کردن یک بین باریک و واحد (مثلاً فقط Q1) ضروری است. کد محصول \"AP1Q2/3T\" احتمالاً شامل اطلاعات بین (Q2 برای شدت) است.

3.2 باینینگ طول موج غالب

نکته کاربردی:این باینینگ یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند. طول موج پیک معمولی 468nm است که در بین A10 قرار می‌گیرد. مطابقت بین‌های طول موج برای کاربردهایی که درک رنگ مهم است حیاتی می‌باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار قطعه در شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که شدت نور به طور خطی با جریان متناسب نیست. با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی و افت کارایی به اشباع برسد یا حتی کاهش یابد. کار در جریان توصیه شده 20mA یا کمتر، کارایی و طول عمر بهینه را تضمین می‌کند.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

خروجی نور LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این منحنی این رابطه را کمی می‌کند. به عنوان مثال، در دمای محیط 85 درجه سانتی‌گراد، خروجی نور ممکن است تنها 80-70 درصد مقدار آن در 25 درجه سانتی‌گراد باشد. این باید در محاسبات روشنایی برای محیط‌های با دمای بالا در نظر گرفته شود.

4.3 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

این منحنی I-V رابطه نمایی دیود بین ولتاژ و جریان را نشان می‌دهد. ولتاژ \"زانو\" حدود 3.0-2.7 ولت است. افزایش کوچک ولتاژ فراتر از این نقطه باعث افزایش زیاد جریان می‌شود که نیاز حیاتی به یک درایور یا مقاومت محدودکننده جریان را تأکید می‌کند.

4.4 توزیع طیف

نمودار یک پیک واحد حول 468nm با عرض نیم‌حداکثر (FWHM) معمولی 25nm نشان می‌دهد. این مشخصه یک LED آبی InGaN است و رنگ آبی خالص منتشر شده را تعریف می‌کند.

4.5 الگوی تابش

نمودار قطبی توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد. پکیج 19-21 یک الگوی لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی با زاویه دید 100 درجه نشان می‌دهد، به این معنی که شدت نور هنگام مشاهده از روبرو بیشترین است و به تدریج به سمت کناره‌ها کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED SMD 19-21 دارای ابعاد اسمی 2.0 میلی‌متر (طول) × 1.25 میلی‌متر (عرض) × 0.8 میلی‌متر (ارتفاع) است. تلرانس‌ها معمولاً ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. نقشه پکیج به وضوح نشانه کاتد را نشان می‌دهد که برای جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ PCB ضروری است. الگوی لند PCB توصیه شده (طراحی پد) باید از این ابعاد پیروی کند تا لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی تضمین شود.

5.2 شناسایی قطبیت

یک نشانه متمایز کاتد روی قطعه وجود دارد. قطبیت صحیح اجباری است؛ اعمال ولتاژ معکوس بیش از 5V می‌تواند باعث آسیب فوری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل رفلو عاری از سرب (Pb-free) مشخص شده است:

• پیش‌گرمایش:150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 120-60 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217°C):150-60 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، نگهداری شده برای حداکثر 10 ثانیه.
• نرخ گرمایش:حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.
• نرخ سرمایش:حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.

6.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی اجتناب ناپذیر است، از هویه‌ای با دمای نوک زیر 350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید. زمان تماس برای هر ترمینال باید کمتر از 3 ثانیه باشد، با توان هویه زیر 25 وات. بین لحیم‌کاری هر ترمینال حداقل 2 ثانیه فاصله خنک‌کننده در نظر بگیرید. لحیم‌کاری دستی خطر آسیب حرارتی بالاتری دارد.

6.3 تعمیر و بازسازی

تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. اگر کاملاً ضروری است، باید از یک هویه دو سر تخصصی استفاده شود تا هر دو ترمینال به طور همزمان گرم شده و قطعه بدون اعمال تنش مکانیکی به بدنه LED برداشته شود. پتانسیل آسیب بالا است.

7. احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

7.1 حساسیت به رطوبت

LEDها در کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند.

1. تا زمان آمادگی برای استفاده، کیسه ضد رطوبت را باز نکنید.
2. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند.
3. \"عمر کف\" پس از باز کردن کیسه 168 ساعت (7 روز) است.
4. اگر در این مدت استفاده نشد، یا اگر نشانگر خشک‌کن تغییر رنگ داده است، قبل از استفاده نیاز به پخت (بیک‌اوت) است: 60 ±5°C به مدت 24 ساعت.

7.2 محافظت در برابر ESD

با مقدار مجاز ESD برابر 150V (HBM)، این قطعات به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. در حین جابجایی و مونتاژ از احتیاط‌های استاندارد ESD استفاده کنید: ایستگاه‌های کاری زمین شده، بند مچ و ظروف رسانا.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 بسته‌بندی استاندارد

قطعه بر روی نوار حامل برجسته با ابعاد متناسب با پکیج 19-21 عرضه می‌شود. نوار بر روی قرقره استاندارد با قطر 7 اینچ پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است.

8.2 ابعاد قرقره و نوار

نقشه‌های دقیق برای قرقره، نوار حامل و نوار پوشش در دیتاشیت ارائه شده است. رعایت این ابعاد سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک را تضمین می‌کند.

8.3 اطلاعات برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و تأیید است:

• P/N:شماره محصول (مثلاً 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:تعداد بسته‌بندی (3000 عدد/قرقره).
• CAT:رتبه شدت نور (مثلاً Q2).
• HUE:رتبه رنگ/طول موج غالب (مثلاً A10).
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم.
• LOT No:شماره لات تولید برای ردیابی.

9. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 کاربردهای معمول

• نور پس‌زمینه:برای دکمه‌ها، سوئیچ‌ها، نمادها و پنل‌های LCD در الکترونیک مصرفی، داشبورد خودرو و کنترل‌های صنعتی.
• نشانگر وضعیت:در تجهیزات مخابراتی (تلفن، فکس)، دستگاه‌های شبکه و منبع تغذیه.
• نورپردازی عمومی:به عنوان یک منبع نور آبی فشرده در نورپردازی تزئینی، تابلوها و الکترونیک‌های پوشیدنی.

9.2 ملاحظات طراحی حیاتی

1. محدود کردن جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی الزامی است. مشخصه نمایی V-I LED به این معنی است که یک تغییر کوچک ولتاژ باعث تغییر بزرگ جریان می‌شود که منجر به فرار حرارتی و خرابی می‌شود. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (Vsupply - VF) / IF محاسبه کنید، که در آن VF حداکثر ولتاژ مستقیم مورد انتظار از دیتاشیت است (مثلاً 3.7V).
2. مدیریت حرارتی:اگرچه کم‌توان است، اما اتلاف حرارت باید در نظر گرفته شود، به ویژه در فضاهای بسته یا دمای محیط بالا. از منحنی کاهش استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB زیر و اطراف پدهای LED به عنوان هیت‌سینک عمل کند.
3. طراحی نوری:زاویه دید 100 درجه برای مشاهده گسترده مناسب است. برای نور متمرکزتر، ممکن است نیاز به لنزهای خارجی یا راهنمای نور باشد. کدهای باینینگ را برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در طراحی‌های چند LED در نظر بگیرید.
4. چیدمان PCB:الگوی پد توصیه شده از نقشه پکیج را دنبال کنید. اطمینان حاصل کنید که نشانه کاتد روی فوت‌پرینت با جهت قطعه مطابقت دارد.

10. مقایسه و تمایز فنی

ال ای دی 19-21/BHC-AP1Q2/3T عمدتاً از طریق فضای اشغالی فشرده 2.0x1.25mm خود متمایز می‌شود که کوچکتر از بسیاری از LEDهای SMD سنتی مانند پکیج‌های 0603 (1.6x0.8mm) یا 0805 (2.0x1.25mm) است که اغلب LEDها را در خود جای می‌دهند و امکان صرفه‌جویی در فضا را فراهم می‌کنند. ولتاژ مستقیم معمولی 3.3V آن با منابع تغذیه منطقی رایج 3.3V سازگار است. در مقایسه با LEDهای بدون باینینگ، بین‌های شدت و طول موج تعریف شده آن عملکرد قابل پیش‌بینی ارائه می‌دهند و عدم قطعیت طراحی را کاهش می‌دهند. مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS، عاری از هالوژن) یک نیاز پایه است اما در بازارهای تنظیم‌شده همچنان یک تمایز کلیدی باقی می‌ماند.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: هدف کدهای باینینگ (P1, Q2, A10 و غیره) چیست؟
پاسخ 1: باینینگ یکنواختی را تضمین می‌کند. بین‌های شدت نور (P1, Q2) حداقل روشنایی را تضمین می‌کنند. بین‌های طول موج (A9-A12) یک محدوده رنگ خاص را تضمین می‌کنند. همیشه برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی دارند، بین‌ها را مشخص کنید.

سوال 2: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از پین میکروکنترلر 3.3V راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 2: خیر. ولتاژ مستقیم معمولاً 3.3V است که اگر مستقیماً به ریل 3.3V متصل شود، هیچ حاشیه ولتاژی برای مقاومت محدودکننده جریان باقی نمی‌گذارد. این منجر به جریان کنترل‌نشده و آسیب می‌شود. شما باید از یک مدار درایور یا یک منبع تغذیه بالاتر با یک مقاومت سری استفاده کنید.

سوال 3: چگونه مقاومت سری صحیح را محاسبه کنم؟
پاسخ 3: از قانون اهم استفاده کنید: R = (Vs - Vf) / If. برای منبع تغذیه 5V (Vs)، با استفاده از حداکثر Vf برابر 3.7V و If هدف 20mA: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 اهم. از مقدار استاندارد بعدی استفاده کنید (مثلاً 68 اهم). همیشه اتلاف توان در مقاومت را مجدداً محاسبه کنید: P = (If^2)*R.

سوال 4: چرا روش ذخیره‌سازی و پخت (بیک‌اوت) اینقدر مهم است؟
پاسخ 4: پکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت جذب کنند. در حین لحیم‌کاری رفلو، این رطوبت می‌تواند به سرعت به بخار تبدیل شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا \"پاپ کورن شدن\" شود که پکیج را ترک داده و LED را از بین می‌برد. فرآیند پخت این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

12. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED آبی یکنواخت.

1. مشخصات:ال ای دی 19-21/BHC-AP1Q2/3T را به دلیل اندازه فشرده و رنگ آبی آن انتخاب کنید.
2. باینینگ:برای اطمینان از روشنایی و رنگ یکنواخت، یک بین شدت واحد (مثلاً Q1) و یک بین طول موج واحد (مثلاً A10) را در سفارش خرید مشخص کنید.
3. طراحی مدار:استفاده از منبع تغذیه سیستم 5V. محاسبه مقاومت: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. از مقاومت‌های 68Ω 5% استفاده کنید. توان هر مقاومت: (0.02^2)*68 = 0.0272W، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/10W (0.1W) کافی است.
4. چیدمان PCB:LEDها را با پدهای 2.0x1.25mm قرار دهید و جهت کاتد صحیح را تضمین کنید. یک ناحیه مس کوچک متصل به پدهای کاتد برای پخش حرارت جزئی در نظر بگیرید.
5. مونتاژ:پروفیل رفلو مشخص شده را دنبال کنید. قرقره را تا لحظه استفاده در تولید مهر و موم شده نگه دارید.

13. اصل عملکرد

ال ای دی 19-21/BHC-AP1Q2/3T یک دیود نورافشان نیمه‌هادی است. هسته آن یک چیپ ساخته شده از مواد نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ زانوی دیود (تقریباً 2.7V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور منتشر شده مطابقت دارد - در این مورد، نور آبی حدود 468 نانومتر. رزین شفاف محافظ، چیپ را محافظت کرده و به عنوان لنز اولیه عمل می‌کند و الگوی خروجی نور اولیه را شکل می‌دهد.

14. روندهای فناوری

توسعه LEDهای SMD مانند سری 19-21 از روندهای گسترده صنعت پیروی می‌کند:مینیاتوری‌سازیادامه دارد و امکان مونتاژهای الکترونیکی کوچکتر و متراکم‌تر را فراهم می‌کند.افزایش کارایییک محرک ثابت است که منجر به شدت نور بالاتر از همان اندازه یا اندازه‌های کوچکتر چیپ می‌شود.قابلیت اطمینان و استحکام بهبود یافتهحیاتی هستند و منجر به مواد بهبود یافته برای محافظ‌ها و تحمل دمای بالاتر برای لحیم‌کاری عاری از سرب می‌شوند.باینینگ دقیق‌تر و یکنواختی رنگبه طور فزاینده‌ای توسط کاربردهایی مانند نور پس‌زمینه نمایشگر مورد تقاضا هستند. در نهایت، ادغام الکترونیک کنترل مستقیماً با دی LED (مانند LEDهای درایو شده با IC) یک روند رو به رشد است، اگرچه برای انواع نشانگر ساده مانند این، مدل گسسته و بدون درایور به دلیل مقرون به صرفه بودن و انعطاف‌پذیری طراحی همچنان غالب است.